一、变压器（Transformer）

1.1 工作原理

变压器是利用电磁感应原理实现电压转换的装置。其基本结构由一个铁芯和两个绕组（原边和副边）组成。电流通过原边线圈产生交变磁场，磁场在铁芯中传递至副边线圈，进而感应出新的交流电压。

1.2 功能与分类

• 升压变压器：将低电压变为高电压

• 降压变压器：将高电压变为低电压

• 隔离变压器：用于安全隔离，输入输出电压相同

1.3 应用场景

• 电网输配电系统

• 工业自动化设备

• 家用电器适配器

1.4 特点

• 仅适用于交流电

• 无能量转换为直流的能力

• 能量损耗较小，效率高

二、整流器（Rectifier）

2.1 工作原理

整流器的主要功能是将交流电（AC）转换为直流电（DC），通常采用二极管或晶闸管等器件，利用其单向导电特性完成整流过程。

2.2 分类

• 半波整流器：利用一个二极管，只在正半周导电

• 全波整流器：使用两个或四个二极管，提高转换效率

• 桥式整流器：四个二极管构成桥式结构，输出更平稳

2.3 应用场景

• 电子设备电源部分

• 变频器、逆变器前端

• 电动工具、直流电机驱动

2.4 特点

• 能将交流电变为直流电

• 输出电压不稳定，需滤波处理

• 电路简单，成本低廉

三、逆变器（Inverter）

3.1 工作原理

逆变器用于将直流电（DC）转换为交流电（AC），通常通过高速开关（如 IGBT、MOSFET）控制输出波形，并配合滤波器产生正弦波或方波。

3.2 分类

• 正弦波逆变器：输出模拟市电波形

• 方波逆变器：简单但谐波大

• 改进型正弦波逆变器：介于两者之间

3.3 应用场景

• 光伏逆变系统

• 不间断电源（UPS）

• 电动车、电力牵引系统

3.4 特点

• 可输出交流电供交流负载使用

• 复杂度高于整流器

• 成本和体积相对较大

四、DC-DC 变换器（DC-DC Converter）

4.1 工作原理

DC-DC 变换器通过控制电感、电容和开关器件，实现不同电压等级之间的直流电压转换。根据转换目标不同，可分为升压（Boost）、降压（Buck）及升降压（Buck-Boost）型。

4.2 分类

• Buck（降压）变换器：输出电压小于输入电压

• Boost（升压）变换器：输出电压大于输入电压

• Buck-Boost（升降压）变换器：输出电压可高可低

4.3 应用场景

• 手机、笔记本电脑供电系统

• 电池充电模块

• 工业自动控制设备

4.4 特点

• 精准调节输出电压

• 高效能量转换

• 模块化，易集成

五、四者的对比分析

六、实际选择建议

在实际设计和应用中，应根据下列因素选择适合的设备：

1. 电源类型判断：输入电是AC还是DC？

2. 输出目标需求：输出需交流还是直流？需升压还是降压？

3. 系统效率与体积考虑：如便携设备优先DC-DC模块化解决方案；

4. 成本与复杂度权衡：整流器最经济，逆变器最复杂；

5. 安全与电磁兼容性（EMC）要求：变压器和滤波器要合理配置。