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  • AC/DC電源基礎(chǔ)知識介紹-為什么需要AC/DC轉(zhuǎn)換
    • 發(fā)布時間:2020-12-24 18:01:01
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    AC/DC電源基礎(chǔ)知識介紹-為什么需要AC/DC轉(zhuǎn)換
    為什么需要AC/DC轉(zhuǎn)換?因為傳輸?shù)氖茿C交流電,而電子電路基本上是DC直流電驅(qū)動低電壓。為什么傳輸?shù)氖茿C交流電?因為高電壓/低電流傳送損耗最低,變壓簡單,成本低。
    我們?nèi)粘9╇娛茿C220V、380V,但是大多數(shù)電器通過其中的電子電路操作,幾乎都是利用DC3.3V、5V、12V、24V等電壓工作。其中雖然有電機(jī)設(shè)備和白熾燈泡等直接以AC電壓驅(qū)動的設(shè)備,但除開電機(jī)和開關(guān)等較為單純的設(shè)備,其它的幾乎無可避免地都會配備電子控制電路,且全部的電子控制電路都以DC電壓驅(qū)動。從電網(wǎng)傳送過來的是AC交流電,但因為電子產(chǎn)品的電子電路是以DC直流電驅(qū)動的,如果不將AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓,將無法啟動電子產(chǎn)品。
    傳送DC直流電好?其實傳送AC交流電是有歷史背景因素和理由的。愛迪生發(fā)明了安裝白熾燈泡的電燈,當(dāng)時的美國境內(nèi)是以供應(yīng)DC為標(biāo)準(zhǔn),愛迪生為了推廣白熾燈泡,開始投入推行DC110V傳送電網(wǎng)的事業(yè)。傳送DC直流電時會造成電壓大幅度下降,因此傳送范圍無法超過1.5km,導(dǎo)致發(fā)電廠必須建造在街道中。而尼古拉•特斯拉考察AC交流電的發(fā)電、送電、使用方法,和愛迪生之間開始了電流戰(zhàn)爭。最后特斯拉以能夠輕易變壓,且即使電線又細(xì)又長,傳送電力時也不會造成太大損耗的AC交流電獲得勝利。
    AC交流電的優(yōu)點只要使用變壓器、電源模塊,就能輕松轉(zhuǎn)換電壓(升壓、降壓)。傳送電力時能保持高電壓/低電流,減輕電壓下降的現(xiàn)象(I2R損耗)。并且能輕易將AC交流電轉(zhuǎn)換成DC直流電,易于供應(yīng)電力DC驅(qū)動設(shè)備。
    其實發(fā)電廠送出數(shù)千至數(shù)萬伏的AC高電壓后,在傳送到一般住戶前,再通過電線桿上的變壓器,降壓至220V。現(xiàn)階段住宅內(nèi)的插座供應(yīng)為AC交流電,所以各設(shè)備必須自行安裝AC/DC轉(zhuǎn)換電路才行。對于該部分,從節(jié)能化和小型化的觀點來看,不得不說多此一舉。在各地測試運轉(zhuǎn)和研究的智慧家居構(gòu)想中,也曾考慮從住宅內(nèi)的插座直接供應(yīng)DC的系統(tǒng)。但不代表電力傳輸電網(wǎng)的設(shè)施能急速轉(zhuǎn)變成DC,或者不必AC/DC轉(zhuǎn)換電路。在該系統(tǒng)內(nèi),供應(yīng)DC的家庭供電裝置,仍須設(shè)定高功率和效率的大功率AC/DC轉(zhuǎn)換器,以及在附近安裝中功率的AC/DC轉(zhuǎn)換器。
    AC交流電怎么輕易轉(zhuǎn)變成DC直流電?這屬于整流作用,是AC/DC電源模塊的根本。
    AC/DC電源
    上圖為屬于整流基本種類的全波整流及半波整流的作用。無論哪方都是將輸入的AC電壓和二極管相接,抓到負(fù)向波的振幅。半波整流只使用1個二極管,來抓到負(fù)向波的振幅,因此負(fù)向波消失,只剩下一半的波形,故稱半波。全波整流使用了由4個二極管組成的橋式二極管,能旋轉(zhuǎn)負(fù)向波,讓它出現(xiàn)在正向波區(qū)域內(nèi),而能顯示全波形的就是DC。DC之后利用電容器讓波形平滑,但即使波形平滑仍會殘存紋波,其振幅紋波電壓會因為電容器的容值和負(fù)載而出現(xiàn)變化。當(dāng)電容器的容值和負(fù)載相同時,全波整流和半波整流相比,反而是全波整流的紋波電壓會變小。
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