平滑後DC/DC轉換(穩定化)的方式

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所謂線性穩壓器

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圖 14:標準的線性穩壓器

線性穩壓器亦稱為3端子穩壓器，簡單來說，是一個因為能降低DC電壓而廣為大家所知的裝置。基本上分成輸入、輸出GND3個端子，並將輸出電壓事先調整成業界標準電壓。之後也陸續開發出利用外接電阻，變動輸出電壓，以及內建ON/OFF機能（關機）等規格，且根據具有的功能更改端子數量。

構造上完全利用線性回饋圈控制，誤差放大器監視輸出至回饋為止的電壓，在輸入電壓和輸出負載發生變動時，調整輸出電壓保持一定。由於不必開關，因此不會出現開關所引起的雜訊和漣波。

                               
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圖 15:線性穩壓器的損耗

使用方法非常簡單，但使用時仍必須考量損耗＝熱。如圖15所示般，線性穩壓器は、輸入和輸出間的電壓差，與流至輸入的電流的積為損耗功率，而損耗功率會轉換成熱。在未加裝散熱板下，最多只能承受到2W左右。當然，損耗大代表著效率不佳。

考慮加裝AC/DC轉換器時，線性穩壓器IC的一次側，無法承受直接整流100VAC的140V電壓，根本不可能利用線性穩壓器IC，在採用開關方式的AC/DC轉換中，改變DC/DC此一部分。雖然可以利用高耐壓電晶體等，不直接連結線性穩壓器，但從140V的DC電壓，降至例如12V的電壓時，考量到熱處理，事實上並無其他選擇。另外，也必須考量如何設計電路，以及包含散熱器在內時所需要的空間。

                               
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圖 16

根據上述理由，利用線性穩壓器轉換DC/DC（降壓穩定化）時，一般會採用變壓器的方式。若能將使用變壓器的變壓（降壓）調整理最佳狀態，線性穩壓器的輸入、輸出落差不要太大的話，效率就不會變得那麼差，且能在允許的發熱範圍內使用。

另外，線性穩壓器具備去除漣波的功能，是故也可以去除殘留在平滑後DC中的漣波。在不能存有雜訊的應用裝置上，能加裝線性穩壓器解決雜訊問題。

[backcolor=rgb(229, 242, 239) !important]重點:

・一般會採用變壓器方式，但容許損耗最多只有2W左右，效率也令人擔憂不已。

・不會產生開關方式所引起的雜訊，因此能利用在對雜訊較為敏感的應用裝置上。

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所謂返馳式

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返馳方式是常使用在至100W左右的開關電源上的方法。本文一開始也以返馳方式為例進行說明。

返馳方式分有自勵式RCC(Ringing Choke Converter）、他勵式PWM型、RCC使用共振技術的類共振式3種。RCC型主要用在系統輔助電源等小功率用途，但相較於PWM型，設計略為複雜，因此近年來PMW型以MOSFET內建IC較普遍，小功率用途上較常採用PWM型。類共振式是利用專用的IC進行控制，但雜訊比PWM低且損耗亦較小，因此部分應用裝置會採用類共振式。

                               
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圖 17

運用在AC/DC轉換上的時候，以採用開關方式的AC/DC轉換較常使用，但也能夠運用在採用變壓器的的方式上。然而，和線性穩壓器相比，返馳式的零件較多且成本也比較高，因此只會運用在必須絕緣的裝置上。

返馳方式的特色即是構造簡單、零件數量少。

                               
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圖 18:返馳方式(連續模式時)

                               
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圖 19

不太要求輸出精度的應用裝置，能利用變壓器的線圈比粗略設定輸出電壓，也可以作為非穩定輸出電源使用。為了能穩定輸出，必須增加控制開關用電晶體的電路。

                               
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圖20:返馳方式各處的波形

其他還有輸入電壓範圍大等優點，但也存在著較大的峰值電流，會流向開關元件、二極體、輸出電容的缺點。利用光耦合器隔離二次（輸出）端的回饋，如此一來就能形成絕緣電源了。

以圖18說明返馳的基本運作模式。MOSFET為ON時，電流經過變壓器一次側的線圈，蓄積能量。此時，二極體為OFF。MOSFET為OFF時，蓄積的能量透過二極體，從變壓器的二次側線圈向外輸出，之後再經由整流/平滑，產生DC電壓。上述運作模式亦稱為ON/OFF方式。各處的波形如圖20所示。

[backcolor=rgb(229, 242, 239) !important]重點:

利用變壓器的DC/DC轉換應用範圍較大，因此必須熟悉其基本運作模式。