為防止大功率電器引發(fā)火災(zāi)，多所高校發(fā)布“限電令”，設(shè)置宿舍最高用電功率及最高總功率。學(xué)生們的洗衣機(jī)、空調(diào)扇、吹風(fēng)機(jī)遇到學(xué)校限電令，這些電器功率多超出限電范圍，以至于無法使用。于是一款“學(xué)生宿舍專用”的功率轉(zhuǎn)換器因此熱賣起來。電表只對帶有“鎢絲”的發(fā)熱的電阻性的用電器限定了瓦數(shù)，其它的用電器，如電腦，臺燈等沒有“鎢絲”這種發(fā)熱的電阻性的用電器，電表是沒有瓦數(shù)限制的?！肮β兽D(zhuǎn)換器”就是利用了電表在設(shè)計上的這個漏洞，把自己偽裝成一個像“電腦”這種沒有“鎢絲”發(fā)熱的電阻性的用電器。

　　使用過程中不要長時間負(fù)載，大功率電器可能因疏忽帶來安全隱患。若不用時，請拔下插頭。請盡可能少的使用大功率電器，考慮一下脆弱的學(xué)校供電系統(tǒng)，也可以減少不必要的安全隱患!1、所接電器的功率總和不得超過額定功率。2、使用時嚴(yán)禁捆扎導(dǎo)線，以免異常過熱。3、使用過程中注意不要堵住散熱孔。

　　本文簡述功率在轉(zhuǎn)換器電路中的轉(zhuǎn)換傳輸過程，針對開關(guān)器件 MOSFET 在導(dǎo)通和關(guān)斷瞬間，產(chǎn)生電壓和電流尖峰的問題，進(jìn)而產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象，通過對比傳統(tǒng)平面 MOSFET 與超結(jié) MOSFET 的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，尋找使用超結(jié) MOSFET 產(chǎn)生更差。

　　一、功率轉(zhuǎn)換器電路的工作原理

　　功率轉(zhuǎn)換器電路是一種能夠?qū)?a href="http://www.wangxinlc.cn/p/mains/" target="_blank" rel="nofollow">電源電壓或電流轉(zhuǎn)換成所需電壓、電流和頻率的電路。其工作原理主要是通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，實現(xiàn)電源電壓的變化，從而達(dá)到輸出所需要的電壓、電流和頻率。其主要的工作流程包括：

　　1.輸入電源變壓器

　　功率轉(zhuǎn)換器電路的輸入電源通常是交流電源，需要通過變壓器進(jìn)行變壓處理，將其轉(zhuǎn)換為所需的電壓和電流。

　　2.整流濾波

　　在輸入電源變壓器輸出的電壓中，存在著交流成分和直流成分。為了保證輸出電壓的穩(wěn)定性和電路的正常工作，需要進(jìn)行整流濾波，將電路中的交流成分濾掉，只保留直流成分。

　　3.功率開關(guān)電路

　　功率開關(guān)電路是功率轉(zhuǎn)換器電路的核心部分，其作用是控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止，從而控制電源電壓的變化，實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整。

　　4.輸出濾波電路

　　輸出濾波電路用于濾除輸出電壓中的噪聲信號，保證輸出電壓的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

　　二、功率轉(zhuǎn)換器電路的應(yīng)用場景

　　1.電源適配器

　　電源適配器是最常見的功率轉(zhuǎn)換器電路應(yīng)用之一，其主要作用是將交流電源轉(zhuǎn)換成所需的直流電壓和電流，供給各種電子設(shè)備使用。

　　2.電機(jī)驅(qū)動器

　　功率轉(zhuǎn)換器電路還常用于電機(jī)驅(qū)動器中，通過控制電源電壓和頻率，實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制。

　　3.太陽能電池板控制器

　　太陽能電池板控制器是一種將太陽能電池板輸出的電能轉(zhuǎn)換成所需電壓和電流的裝置。其中就包含了功率轉(zhuǎn)換器電路，通過對電源電壓和頻率的控制，實現(xiàn)對太陽能電池板的輸出電能進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　本文簡述功率在轉(zhuǎn)換器電路中的轉(zhuǎn)換傳輸過程，針對開關(guān)器件 MOSFET 在導(dǎo)通和關(guān)斷瞬間，產(chǎn)生電壓和電流尖峰的問題，進(jìn)而產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象，通過對比傳統(tǒng)平面 MOSFET 與超結(jié) MOSFET 的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，尋找使用超結(jié) MOSFET 產(chǎn)生更差電磁干擾的原因，進(jìn)行分析和改善。

　　隨著開關(guān)電源技術(shù)的不斷發(fā)展，功率 MOSFET 作為開關(guān)電源的核心電子器件之一，開關(guān)損耗是其主要的損耗之一，本著節(jié)省能源、降低損耗的基本思想，功率 MOSFET 技術(shù)朝著提高開關(guān)速度、降低導(dǎo)通電阻的方向發(fā)展。COOL MOSFET 是一種超結(jié)的新結(jié)構(gòu)功率 MOSFET，具有更低的導(dǎo)通電阻，更快的開關(guān)速度，可以實現(xiàn)更高的功率轉(zhuǎn)換效率。然而，超結(jié) MOSFET 超快的開關(guān)性能也帶來了不必要的副作用，比如電壓、電流尖峰較高，電磁干擾較差等。

　　在開關(guān)管開通瞬間，由于電容兩端電壓不能突變，雜散電容 Cp 兩端電壓開始是上負(fù)下正，產(chǎn)生放電電流，隨著開關(guān)管逐漸開通，電源電壓 Vin 對雜散電容 Cp 充電，其兩端電壓為上正下負(fù)，形成流經(jīng)開關(guān)管和 Vin 的電流尖峰;同時 Cds 電容對開關(guān)管放電，也形成電流尖峰，但是此尖峰電流不流經(jīng) Vin,只在開關(guān)管內(nèi)部形成回路;另外，如果變換器工作在 CCM 模式時，由于初級電感 Lp 兩端電壓縮小，二極管 D 開始承受反偏電壓關(guān)斷，引起反向恢復(fù)電流，該電流經(jīng)變壓器耦合到原邊側(cè)，也會形成流經(jīng)開關(guān)管和 Vin 的電流尖峰。

　　在開關(guān)管開通階段，二極管 D 截止，電容 Cp 兩端電壓為 Vin，通過初級電感 Lp 的電流指數(shù)上升，近似線性上升。

　　在開關(guān)管關(guān)斷瞬間，初級電流 id 為 Coss 充電,當(dāng) Coss 兩端的電壓超過 Vin 與 nVo(二極管 D 開通時變壓器副邊線圈電壓反射回原邊線圈的電壓)之和時，二極管 D 在初級電感 Lp 續(xù)流產(chǎn)生的電壓作用下正偏開通，Lk 和 Coss 發(fā)生諧振，產(chǎn)生高頻震蕩電壓和電流。

　　在開關(guān)管關(guān)斷階段，二極管 D 正偏開通，把之前存儲在 Lp 中的能量釋放到負(fù)載端，此時副邊線圈電壓被箝位等于輸出電壓 Vo，經(jīng)匝比為 n 的變壓器耦合回原邊，使電容 Cp 電壓被充電至 nVo(極性下正上負(fù))，初級電感 Lp 兩端的電壓被箝位至 nVo。當(dāng) Lp 續(xù)流放電結(jié)束后，D 反偏截止，Lp 和 Coss、Cp 發(fā)生諧振，導(dǎo)致 Cp 上的電壓降低。

　　?功率轉(zhuǎn)換器電路的工作原理?主要包括以下幾個關(guān)鍵步驟和組成部分：

　　?電力電子器件?：這是功率轉(zhuǎn)換器的核心部分，包括二極管、晶閘管、MOSFET和IGBT等。這些器件通過快速開關(guān)來控制電能的實際轉(zhuǎn)化。例如，在斬波器中，電感中的電流可以通過快速開關(guān)器件來調(diào)度輸出電壓?1。

　　?控制電路?：控制電路通常由微處理器、傳感器和反饋電路組成。它根據(jù)實際輸出需求不斷調(diào)整電力電子器件的工作狀態(tài)，以確保輸出電壓的穩(wěn)定性。例如，當(dāng)輸出電壓低于設(shè)定值時，控制電路會增大占空比以提高輸出電壓?1。?輸出電路?：輸出電路接收轉(zhuǎn)化后的電能并將其供應(yīng)給負(fù)載。輸出端可能包含更多的濾波元件，以保證輸出的穩(wěn)定性?1。

　　為什么一開始供電站不直接傳輸DC呢?

　　因為我們的電力通常都是在比較偏僻的山區(qū)或者是沿海地區(qū)，從這些地區(qū)傳輸?shù)绞袇^(qū)，AC電壓會比較有優(yōu)勢，通過高電壓低電流方式傳輸AC電壓，可以減小傳輸?shù)膿p耗，高壓電經(jīng)過供電站分階段轉(zhuǎn)換成220VAC后再傳輸?shù)郊彝ギ?dāng)中。

　　AC一般有哪些方式轉(zhuǎn)換成DC?

　　一般AC轉(zhuǎn)換成DC有兩種方式：

　　1. 變壓器轉(zhuǎn)換

　　2. 開關(guān)方式轉(zhuǎn)換

　　如何轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的原理是什么?

　?、僮儔浩鬓D(zhuǎn)換：

　　1.變壓器轉(zhuǎn)換是先由低頻變壓器(因為AC高壓的頻率是50-60HZ)將AC高壓轉(zhuǎn)換成AC低壓。

　　2.然后再通過整流將已經(jīng)降壓的AC轉(zhuǎn)換成DC。

　　3.但是由于剛轉(zhuǎn)換過的DC紋波太嚴(yán)重了，我們要想辦法把紋波減小，這個時候我們可以通過電容濾波來平滑電壓。

　　由二極管構(gòu)成的整流電路，用來測量交流信號電壓或把交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號時，其線性和精度均不理想。本電路使用了由OP放大器構(gòu)成的絕對值電路，因為它由均化電容轉(zhuǎn)換成輸入信號的平均值，所以輸入電壓很小時，也能獲得高精度。測量正弦波電壓可以用其平均值表示，但測量脈沖波形用平均值則很難測得其很效值。

　　OP放大器A1是放大倍數(shù)為10的AC放大器，需要多大的放大倍數(shù)，取決于輸入信號的大小，放大倍數(shù)A可用A=1+(R3/R2)公式計算。A1的低頻FL約為1.6HZ(FZ=1/2πC1.R2≈1.6)，C1、C3也與低頻有關(guān)。其容量均為10UF，因為用兩個電容串聯(lián)，所以總?cè)萘繛?UF，它的FL約為0.5HZ。OP放大器A2、A3是標(biāo)準(zhǔn)的絕對值電路。A2是負(fù)輸出半波整流電路，其輸出與輸入信號進(jìn)行加法運算進(jìn)行全波整流。加法電阻R6和R7的比例很重要，它們的比率是2：1，所以選用E系列中的150K、75K電阻。C4是均化電容，電容量必須根據(jù)輸入信號的頻率范圍確定，如果容量太小，就會產(chǎn)生整流紋波;另一方面，輸出響應(yīng)也取決于C4，如果要進(jìn)行快速測量，其容量也不能太大。輸出是全波整流的平均值，對正弦波來說，等于峰值電壓的2/π(0.636EI)，應(yīng)予注意。