AC/DC轉換是指將交流電（Alternating Current，AC）轉換為直流電（Direct Current，DC）的過程。這一轉換過程通常通過使用AC/DC轉換器來實現。在日常生活中，我們常見的電子設備（如手機、電腦等）通常需要使用直流電來供電。然而，電力供應系統中的電能通常是以交流形式提供的，例如，家庭中的電源插座提供的是交流電。因此，為了使交流電能夠滿足電子設備的直流電需求，就需要進行AC/DC轉換。

AC/DC轉換在各個領域都有廣泛應用，從家庭電子設備到工業控制系統都需要進行這種轉換。通過AC/DC轉換，我們能夠將交流電轉化為適合各種設備使用的直流電，以滿足不同設備對電源的要求。

AC-DC發展史概覽

AC/DC的發展可追溯到上世紀70年代初期，彼時開關電源開始進入大眾視野。隨著新技術不斷發展，AC/DC轉換器也不斷升級，主要可分為以下幾個發展節點：

第一階段

最初的AC/DC轉換器，主要是線性穩壓器方案。

最初的AC/DC轉換，功率都比較小，和DC/DC一樣，都是線性穩壓器的直接降壓方式。這種方式方案功能簡單，但功率小，效率低，發熱大，無法實現大功率小體積的需求。但其有紋波小，性能好的特性，依然被用于一些特定高性能的場景。

第二階段

上世紀90年代，開關電源基本完全取代線性穩壓器。

同時伴隨著模擬IC技術的發展，采用Bipolar工藝的PWM控制器問世，最典型的為Unitrode公司推出的電流模PWM控制器UC3842，采用PWM IC配合著高壓平面MOSFET的Flyback電源性能、可靠性更優，逐漸替代傳統方案。中大功率方案仍然以硬開關的正激、半橋、全橋等電路為主流方案；方案至今在一些對可靠性要求高的工業類、航空類產品中仍然采用。

第三階段

2000年之后，QR準諧振反激技術成熟，超節高壓MOS替代傳統高壓MOS。

降低開關損耗，提高效率，成為小功率AC-DC的主流控制方案；中大功率市場， 80PLUS認證標準下的白牌、銅牌、銀牌、金牌、鉑金、鈦金對效率、待機功耗的要求逐步提高，具有軟開關特性的變換器開始流行，如諧振變換器、移相全橋等。該階段，AC-DC IC產品主要以歐美和臺系模擬IC企業為主。

第四階段

2010年以來，隨著手機快充市場的快速發展，AC-DC電源效率、功率密度均有大幅提升；市場需求的變化催化AC-DC IC產品技術加速迭代，性能與集成度越來越高，充電功率從最早的5W提升至200W，待機功耗從最初的0.3W提升到現在的75mW，功率密度從0.2W/cc提高到2W/cc。

功率密度大幅提升離不開第三代半導體的助力。氮化鎵是第三代半導體材料的代表，它可在更高頻率下運行且具有更快的開關速度和更低的功耗。

2018年前后，隨著氮化鎵器件成本的下降和可靠性的提高，氮化鎵器件具有的高頻開關性能和低導通阻抗成為下一代電源適配器的關鍵技術。同時氮化鎵器件還具有低寄生電容的特點。在高頻開關的應用場景中，驅動電路環路中的寄生電感會形成高頻振鈴從而降低了器件的可靠性，同時加劇系統的電磁干擾問題。

南芯科技專門針對氮化鎵器件所優化的差分驅動技術，通過適配驅動電壓可對氮化鎵器件直接進行驅動。并將氮化鎵功率器件、驅動和控制器高度集成與整合，利用合封將電路板上的連接導線，整合到封裝內部，降低寄生參數對開關的影響。這項技術即精簡了外圍驅動電路設計，同時也提升了產品的可靠性并節約成本，能最大程度發揮出氮化鎵器件的優勢。

同時，中大功率市場能耗需求進一步提升，不同廠家推出多種基于第三代半導體氮化鎵和碳化硅的新型半橋軟開關拓撲，應對大功率的應用。

2021年，南芯科技作為國內首家推出GaN直驅IC方案的公司，重磅推出GaN直驅方案SC302x系列并成功量產。

2022年，南芯首次推出All GaN解決方案，成為國內首家量產GaN Combo的公司，推出高度集成SC305x系列方案。

2023年，南芯再次突破，推出國內首家原副邊全集成方案POWERQUARK系列，整合5大技術，實現5種功能，超越95%轉換效率，給設計者和用戶帶來了前所未有的極致體驗。

據相關媒體評價：通過對南芯該款參考設計的解析發現，整個參考設計只采用了一顆芯片就實現了傳統充電器中多顆器件才能實現的功能。在實際測試中該款參考設計的轉換效率、待機功耗和兼容性都有很不錯的表現。南芯POWERQUARK系列芯片遙遙領先于同類產品，在集成度，可靠性，協議支持等多個方面均具有優勢。

南芯POWERQUARK系列產品具有業界領先的超高集成度、超高效率及極致的安全性能，支持多種格式的通信協議，并可實現超高整機功率密度，相比上代方案最多可減小 30%，必將在快充行業引起巨大震動，掀起快充技術變革，引領新的快充世代。

結 語? ?

南芯科技，是業界為數不多具有完整的AC/DC解決方案的公司。ACDC產品線產品類型豐富，功率段覆蓋18W到200W以上；拓撲上，包括flyback原邊控制器，副邊同步整流，PFC等產品；擁有特色的GaN差分直驅技術及GaN集成技術，可顯著提高ACDC產品的功率密度，降低方案體積。

總的來說，AC/DC轉換器的發展依托于拓撲控制的創新，器件的優化，等多學科的發展。隨著技術的不斷進步，未來AC/DC轉換器必將往更加智能化，小型化，和高效化的方向發展。

審核編輯：湯梓紅