眾所周知，我們日常主要供電是AC的110V或220V。然而，大多數電器通過其中的電子電路操作是利用3.3V/5V/12V/24V的DC電壓工作。其中雖然有電機設備和白熾燈炮等，直接以AC電壓驅動的設備，但電機和開關等較為單純的設備，幾乎無可避免地，都會配備電子控制電路，且全部的電子控制電路都以DC電壓驅動。

其實發電廠送出數千至2萬V的AC高電壓后，在傳送到一般住戶前，先通過電線桿上的變壓器，降壓至110V和220V,但因為電子產品都是以DC驅動的，如果不將AC電壓轉換成DC電壓，將無法啟動電子產品。

01A C 的 優 點

? AC電源只要使用變壓器，就能輕松轉換電壓(升壓、降壓)。

? 傳送電力時能保持高電壓/低電流，減輕電壓下降的現象(I2R損耗)。

? 能輕易將AC電源轉換成DC電源，易于供應電力DC驅動設備。

從 AC 轉變成 DC屬于 “整流” ，為 AC-DC 轉換的根本，因此必須先了解其架構。

上圖為屬于整流基本種類的全波整流，以及半波整流的作用。無論哪方，都是將輸入的AC電壓和二極管相接，抓到負向波的振幅。半波整流只使用1個二極管，來抓到負向波的振幅，因此負向波消失，只剩下一半的波形，故稱半波。全波整流使用了由4個二極管組成的橋式整流橋，能旋轉負向波，讓它出現在正向波區域內。DC化之后，利用電容器讓波形平滑。但即使波形平滑仍會殘存紋波(Ripple：脈流)，其振幅紋波電壓會因為電容器的容值和負載而出現變化。

02AC - DC 轉 換 的 兩 種 方 式

1) 變壓器方式

通過變壓器，將220/110VAC降壓(變壓)至可獲得所需DC電壓的AC電壓值。這一部分稱為AC-AC轉換。利用調整變壓器一次側和二次側的線圈，來設定變壓值(發生在變壓器二次側的降壓值)。利用二極管橋式整流器將已經降壓的AC電壓轉換成DC，接著用電容器加以平滑，最終轉換成紋波較小的DC電壓。整流后的DC電壓是指AC的峰值電壓(AC×√2)減去二極管的正向電壓后的數值。

當不必確保輸出穩定時，就可以將DC電壓作為輸出電壓。電壓的初期值取決于變壓器的匝數比，負載電流越增加，電壓越降低。必須確保輸出穩定時，使用穩壓器穩定電壓。此時，將變壓器二次側的電壓，設定成適合利用穩壓器轉換的電壓。

雖然是轉換AC-AC的變壓器，但AC的頻率為50/60Hz，因此必須使用低頻變壓器。

變壓器方式轉換是將輸入AC通過低頻變壓器轉換成幅值較低的AC電壓，再通過整流橋把AC電壓轉成DC，最后通過電容濾波，變成相對平滑的電壓。

2) 開關方式

開關方式為一開始先用整流橋，整流110/ 220V AC。橋式二極管必須能夠承受高電壓。110VAC的峰值約155V左右，220VAC的峰值約310V左右。再以電容器使其平滑。這部分同樣使用高電壓規格品。接著，通過開關元件ON/OFF斬波(切分)高DC電壓，并經由高頻變壓器，將電能傳送至二次側。此時的ON/OFF頻率，也就是開關頻率，一般在數十或者幾百KHZ，然后再轉換成呈現如圖般方波的AC。通過變壓器，把其幅值降低，利用二次側的整流二極管，整流該低幅值的高頻率AC電壓，接著以電容器使其平滑后，再轉換成設定的DC輸出電壓。

開關方式轉換DC/DC的原理

上圖是利用代表性的控制方式PWM(Pulse Width Modulation:脈沖寬度調制)方式加以降壓的原理。PWM是指讓周期(頻率)保持恒定，調整ON和OFF的時間比，也就是占空比來進行控制的方法，能運用在多種應用上。采用PWM時，經由開關將DC電壓轉換成達到必要占空比的AC后，接著再進行整流回到DC，以取得想要的DC電壓。

AC-DC轉換是直接將輸入的AC電壓整流-平滑后，轉換成DC，再將該DC轉換成高頻率的AC，通過變壓器改變其幅值，接著重復整流-平滑步驟，轉換成想要的DC電壓。

現階段以開關方式為主流，下篇介紹AC-DC基本拓撲及簡單工作原理。

　　審核編輯：湯梓紅