电源转换四大类型:定义、关系与核心应用(嵌入式视角结构化梳理)
一、四大电源转换类型全解析(定义 + 核心特点 + 典型场景)
| 转换类型 | 英文缩写 | 核心定义 | 关键特点 | 嵌入式高频应用 |
|---|---|---|---|---|
| 交流转直流 | AC/DC | 输入交流电(AC),输出直流电(DC) | 需先整流(将正负交替的 AC 转为单向脉动 DC),再经滤波、稳压(LDO/Buck)输出纯净 DC;是嵌入式设备的 "供电入口" | 手机充电器(220V AC→5V DC)、STM32 开发板电源适配器(220V AC→12V DC)、工业设备开关电源(380V AC→24V DC) |
| 直流转直流 | DC/DC | 输入直流电(DC),输出直流电(DC) | 嵌入式最常用,分两类:1. 开关型(Buck/Boost/Buck-Boost,效率高、压差范围大);2. 线性型(LDO,纹波小、结构简单) | 1. Buck:12V DC→3.3V DC(给 MCU 供电);2. Boost:3.7V 锂电池→5V DC(给传感器供电);3. LDO:5V DC→3.3V DC(给 ADC 参考电压供电) |
| 直流转交流 | DC/AC | 输入直流电(DC),输出交流电(AC) | 核心是 "逆变",将单向 DC 转为正负交替的 AC;按输出波形分方波、正弦波 | 逆变器(12V 电瓶→220V AC,户外给开发板供电)、新能源汽车电机驱动(高压 DC→三相 AC)、无人机无刷电机驱动 |
| 交流转交流 | AC/AC | 输入交流电(AC),输出交流电(AC) | 不改变电的类型,仅调整电压大小(升压 / 降压)或频率;嵌入式中极少直接使用 | 工频变压器(220V AC→110V AC,适配国外设备)、高频变压器(工业设备频率转换) |
二、核心关系(层级 + 关联逻辑)
1. 层级划分(按 "转换类型" 并列,无包含关系)
四大类型是按「输入电类型 + 输出电类型」划分的并列大类,核心层级:
电源转换(总纲)
├─ AC/DC(交流转直流):设备供电"第一步",将电网AC转为设备可用的DC
├─ DC/DC(直流转直流):设备内部"电压适配",细分开关型(Buck/Boost等)和线性型(LDO)
├─ DC/AC(直流转交流):"反向逆变",多用于高压驱动或市电替代
└─ AC/AC(交流转交流):仅调整AC参数,嵌入式场景极少用
2. 实际应用关联(嵌入式设备供电典型流程)
多数嵌入式设备的供电是 "多类型组合",比如:家用 220V AC → AC/DC 电源适配器(转 12V DC) → DC/DC(Buck 转 5V DC) → LDO(转 3.3V DC) → 给 STM32 / 传感器供电
- AC/DC 是 "外部供电入口",负责从电网取电并初步转 DC;
- DC/DC(含 LDO)是 "内部电压调节",适配不同外设的电压需求;
- DC/AC 仅在特殊场景使用(如电机驱动、户外供电);
- AC/AC 几乎不直接出现在嵌入式板卡中,仅在电网侧或专用设备中使用。
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