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交流電AC如何轉(zhuǎn)換成直流電DC?

2020-07-14

交流電和直流電是什么,有什么區(qū)別?

交流(AC)是指電流方向隨時(shí)間作周期性變化的為交流電,在一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)行平均值為零。通常波形為正弦波形交流電可以有效傳輸電力。但實(shí)際上還有應(yīng)用其他的波形,例如三角形波、正方形波。生活中使用的市電就是具有正弦波形的交流電,拿家用的220V電來說,零線的電位是0V,火線因?yàn)闀r(shí)間不同分別對(duì)零線產(chǎn)生加減的相應(yīng)電位,加的時(shí)候電流是一個(gè)方向,減的時(shí)候電流又是一個(gè)方面,這樣就形成了交替變換方向的電流,所以叫做交流電。直流DC方向會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生改變,但是直流電沒有周期性變化。

 

如何把交流電轉(zhuǎn)化為直流電?

使用整流器、線性電源、開關(guān)電源或ACDC電源模塊等,整流器是一個(gè)整流裝置,簡(jiǎn)單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。整流電路基本上是由變壓器、整流主電路以及濾波電容電路、穩(wěn)壓電路等組成。變壓器是將交流電壓降至可用的交流電壓整流主電路通常是使用橋式整流電路把交流電變成直流電,濾波常用的是電容、電感濾波,將周期變化的電流變化幅度減小,穩(wěn)壓通常使用的是三端穩(wěn)壓器,將電壓穩(wěn)定在固定的值,成為標(biāo)準(zhǔn)的直流。橋式整流電路有四只二極管按照一定的首尾連接順序組合而成,這種電路使用最多,因?yàn)樾首罡摺?/span>

 

交流變直流的四個(gè)過程:

AC-DC電源模塊220V交流變成低壓直流的四個(gè)過程分別為降壓整流濾波穩(wěn)壓。將交流電變成直流電的過程叫做交流電的整流。整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電。濾波電路將脈動(dòng)直流中的交流成分濾除,減少交流成分,增加直流成分。穩(wěn)壓電路采用負(fù)反饋技術(shù),對(duì)整流后的直流電壓進(jìn)一步進(jìn)行穩(wěn)定。

 

整流可分為半波整流、全波整流、橋式整流等幾種形式通常的整流裝置都是利用電子管和晶體二極管的單向?qū)щ姷男阅軄碚鞯?。例如用鍺、硅等半導(dǎo)體材料做成的整流器,已在許多方面得到廣泛應(yīng)用。為了適應(yīng)較高電壓的整流,可將許多單個(gè)整流器串聯(lián)在一起封在一塊絕緣材料中,稱之為硅堆。整流器可將交流負(fù)半周的波形除去,使交流變成脈動(dòng)直流。因此通過整流后的輸出波形,只含有正弦波的正半周波形。

 

一個(gè)理想的整流器可視為一個(gè)開關(guān),正半周的交流輸入時(shí),就有電壓輸出,如同開關(guān)接通一樣。反之,如果負(fù)半周交流輸入,則無電壓輸出,也就相當(dāng)于開關(guān)切斷一樣。所以當(dāng)正半周的交流輸入,此開關(guān)的有效電阻為零。而在負(fù)半周的交流輸入時(shí),有效電阻為無窮大。實(shí)際上整流器不可能這樣理想,但相差不遠(yuǎn)。電子管整流器未導(dǎo)電時(shí),其電阻極大,此時(shí)的電阻稱為逆向電阻。整流器導(dǎo)電時(shí),其電阻很小,此時(shí)的電阻為順向(正向)電阻。無論任何情況,所有的整流器都只允許一個(gè)方向?qū)щ?/span>,此種特性稱為單向傳導(dǎo)或單向特性。

 

半波整流電路:

半波整流就是利用二極管的單向?qū)щ娦阅?,使?jīng)變壓器出來的電壓Vo只有半個(gè)周期可以到達(dá)負(fù)載,原理圖如下所示

 半波整流電路

全波整流電路:

利用副邊有中心抽頭的變壓器和兩個(gè)二極管構(gòu)成的全波整流電路,原理圖如下所示:正負(fù)半周都有電流流過負(fù)載,提高了整流效率。

 全波整流電路

橋式整流電路

單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路,在分析整流電路工作原理時(shí),整流電路中的二極管具有單向?qū)щ娦?。?dāng)正半周時(shí),二極管D1D3導(dǎo)通,在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。當(dāng)負(fù)半周時(shí),二極管D2、D4導(dǎo)通,在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過合成,得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。原理圖如下所示

 單相橋式整流電路

例如下面這種交流24V變成直流24V簡(jiǎn)單的方法,就是使用橋式整流濾波穩(wěn)壓后得到24V直流電。原理如下圖所示:

 橋式整流交流轉(zhuǎn)直流24V

交流電AC轉(zhuǎn)換成直流電DC的方案很多,例如交流電轉(zhuǎn)為固定的直流電,可以選用市面上的高能立方acdc電源模塊,或線性電源和開關(guān)電源。如果是僅僅把交流電轉(zhuǎn)為直流,可以買一些整流器。

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