AC/DC電源轉換器的特性與應用

近年來，由於工業自動化、物聯網與智能家電的興起，人機介面與機械設備之間需要互相傳送資訊，這些通訊配備的電源大多由隔離轉換器提供，使得轉換器的應用場合越來越多。

上述三個應用的電源需求，皆有共同的特性，分別為高效率、低待機功耗以及尺寸要小，另外產品的可靠度也十分重視。舉個例子，在智能辦公室內，可能會有數百個偵測器節點，例如溫度偵測器或者是光源偵測器，如圖1所示。這些皆需要電源轉換器提供電源。這類偵測器節點並非長時間運作，大多處於待機狀態，如果轉換器的待機功耗太高，會造成過高的能源損耗。

另外，在智能家電的部分，例如可以嵌入牆壁或地面的無線網路分享器，這類產品的體積大多非常緊湊，對於內部電源轉換器尺寸大小的要求也十分重視，圖2為住家的無線網路分享器的安裝位置示意圖。

應用概況

以下是幾點應用在工業自動化、物聯網與智能家電的轉換器應該要具備的規格

• 轉換效率

轉換效率直接影響裝置在運轉過程的能源損耗，因此高轉換效率一直都是各家廠商所追求的規格。另外轉換效率高，代表熱損耗較低，使得轉換器可以在更高的環境溫度下運作。

• 待機功耗

大多數的物聯網或者是家電類產品，都不會長時間的運作，如偵測器或者是電動窗簾、門鎖系統等等。這類型的產品大多數時間是處於待機模式。因此，低待機功耗就十分重要。如交流轉直流轉換器就必須符合能源相關產品(Energy-related Product, ErP)的法規。

• 體積

現行的產品講求輕薄短小，便於安裝或甚至是攜帶。因此，轉換器的體積也依循這個趨勢，往小尺吋的方向邁進，如可以直接放進開關插座的無線網路分享器就是一個案例，它內含了交流轉直流轉換器，可以直接透過市電轉換所需的能源。整體產品體積輕巧，可以直接安裝在牆壁的電源座內。

圖3為智慧水表的控制方塊圖，由圖中可知，智慧水表中微控制器的電源，可以透過轉換器直接從交流市電轉換成控制器所需的電源。微控制器可以透過RS-485與人機介面溝通，傳送資訊或者是各種終端設備，如控制繼電器、閥門或者是幫浦。

圖4與5分別為網路閘道控制器以及智能窗簾的方塊圖。透過內建的電源轉換器，無須外接電源供應器，即可轉換適當的電源至控制器內部的負載，如微控制器、無線網路甚至是喇叭。

在智能窗簾的部分，微控制器與偵測器都是透過內製的電源轉換器轉換電壓，微控制器透過按鈕或者是無線訊號控制馬達，藉以調整窗簾的狀態。

結論

小尺寸、低待機功耗與高效率的電源轉換器，特別適合應用在工業自動化、物聯網與智能家電類的產品，如無線分享器或者是智能水表的電源轉換器。小尺寸的電源轉換器有助於縮小產品的體積。低待機功耗與高轉換效率有助於減少能源浪費，並避免產生額外的熱源。因此小尺寸、低待機功耗與高效率應是電源轉換器重視的項目。

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