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AC交流电怎么轻易转变成DC直流电?

2020-08-18 16:39
科技讯
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为什么需要AC/DC转换?因为传输的是AC交流电,而电子电路基本上是DC直流电驱动低电压。为什么传输的是AC交流电?因为高电压/低电流传送损耗最低,变压简单,成本低。

我们日常供电是AC220V、380V,但是大多数电器通过其中的电子电路操作,几乎都是利用DC3.3V、5V、12V、24V等电压工作。其中虽然有电机设备和白炽灯泡等直接以AC电压驱动的设备,但除开电机和开关等较为单纯的设备,其它的几乎无可避免地都会配备电子控制电路,且全部的电子控制电路都以DC电压驱动。从电网传送过来的是AC交流电,但因为电子产品的电子电路是以DC直流电驱动的,如果不将AC电压转换成DC电压,将无法启动电子产品。

传送DC直流电好?其实传送AC交流电是有历史背景因素和理由的。爱迪生发明了安装白炽灯泡的电灯,当时的美国境内是以供应DC为标准,爱迪生为了推广白炽灯泡,开始投入推行DC110V传送电网的事业。传送DC直流电时会造成电压大幅度下降,因此传送范围无法超过1.5km,导致发电厂必须建造在街道中。而尼古拉?特斯拉考察AC交流电的发电、送电、使用方法,和爱迪生之间开始了电流战争。最后特斯拉以能够轻易变压,且即使电线又细又长,传送电力时也不会造成太大损耗的AC交流电获得胜利。

AC交流电的优点只要使用变压器电源模块,就能轻松转换电压(升压、降压)。传送电力时能保持高电压/低电流,减轻电压下降的现象(I2R损耗)。并且能轻易将AC交流电转换成DC直流电,易于供应电力DC驱动设备。

其实发电厂送出数千至数万伏的AC高电压后,在传送到一般住户前,再通过电线杆上的变压器,降压至220V。现阶段住宅内的插座供应为AC交流电,所以各设备必须自行安装AC/DC转换电路才行。对于该部分,从节能化和小型化的观点来看,不得不说多此一举。在各地测试运转和研究的智慧家居构想中,也曾考虑从住宅内的插座直接供应DC的系统。但不代表电力传输电网的设施能急速转变成DC,或者不必AC/DC转换电路。在该系统内,供应DC的家庭供电装置,仍须设定高功率和效率的大功率AC/DC转换器,以及在附近安装中功率的AC/DC转换器。

AC交流电怎么轻易转变成DC直流电?这属于整流作用,是AC/DC电源模块的根本。

上图为属于整流基本种类的全波整流及半波整流的作用。无论哪方都是将输入的AC电压和二极管相接,抓到负向波的振幅。半波整流只使用1个二极管,来抓到负向波的振幅,因此负向波消失,只剩下一半的波形,故称半波。全波整流使用了由4个二极管组成的桥式二极管,能旋转负向波,让它出现在正向波区域内,而能显示全波形的就是DC。DC之后利用电容器让波形平滑,但即使波形平滑仍会残存纹波,其振幅纹波电压会因为电容器的容值和负载而出现变化。当电容器的容值和负载相同时,全波整流和半波整流相比,反而是全波整流的纹波电压会变小。

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