Grundkenntnisse in AC/DC

Hier wird die grundlegende Methode zur Umwandlung von Wechselspannung (Wechselstrom) in Gleichspannung (Gleichstrom), der Transformatormodus und der Schaltmodus erläutert. Darüber hinaus wird der Vergleich zwischen Transformatormodus und Schaltmodus diskutiert.

Zunächst einmal: „Warum ist eine AC/DC-Umwandlung notwendig?“ Kehren wir zunächst zum ursprünglichen Punkt zurück.

Figure 1

Wie wir alle wissen, beträgt die Hauptstromversorgung japanischer Häuser oder Gebäude 100 V oder 200 V Wechselstrom. Allerdings werden die meisten Elektrogeräte über elektronische Schaltkreise betrieben und fast alle arbeiten mit 5V und 3.3V Gleichspannung. Obwohl es Motorgeräte, Glühlampen usw. gibt, die direkt mit Wechselspannung betrieben werden, sind relativ einfache Geräte wie Motoren und Schalter in letzter Zeit fast zwangsläufig mit elektronischen Steuerkreisen ausgestattet, und alle elektronischen Steuerkreise werden mit Gleichspannung betrieben. Darüber hinaus hat der Markt nach und nach Glühlampen durch LEDs ersetzt, aber wie wir alle wissen, werden LEDs immer noch grundsätzlich mit Gleichstrom betrieben. Das heißt: „Wechselstrom wird vom Stromübertragungsnetz übertragen, aber da die elektronische Schaltung, die dem Herzen des elektronischen Produkts entspricht, von Gleichstrom angetrieben wird, wird die Wechselspannung nicht in Gleichspannung umgewandelt, die Elektronik.“ Produkt kann nicht gestartet werden". Das Obige ist die Antwort. Ich glaube, jeder wird denken: „Wäre es in diesem Fall nicht schön, zunächst Gleichstrom zu übertragen?“ Tatsächlich gibt es jedoch historische Hintergrundfaktoren und Gründe für die Übertragung von Wechselstrom.

Sie sollten wissen, dass Edison 1881 die elektrische Lampe mit Glühlampen erfunden hat. Tatsächlich war in den Vereinigten Staaten zu dieser Zeit die Gleichstromversorgung der Standard. Um Glühlampen zu fördern, begann Edison, die Übertragung von 110 V Gleichstrom in das Stromnetz in die Praxis umzusetzen. Bei der Übertragung von Gleichstrom fällt die Spannung jedoch stark ab, so dass die Übertragungsreichweite 1.5 km nicht überschreiten darf, was dazu führt, dass das Kraftwerk mitten auf der Straße gebaut werden muss. Ich kann es jetzt nicht glauben. Die Stromerzeugungs-, -übertragungs- und -nutzungsmethoden von Nikola Tesla AC wurden untersucht, und es wurde ein aktueller Krieg mit Edison begonnen. Am Ende gewann Tesla mit dem Wechselstromsystem, das die Spannung leicht umwandeln kann, und selbst wenn der Draht dünn und lang ist, verursacht er bei der Stromübertragung keine allzu großen Verluste, und das Ergebnis hält bis heute an.

Vorteile von AC

• Ein Wechselstromnetzteil kann mithilfe eines Transformators problemlos Spannung umwandeln (aufwärts und abwärts).
  

• Es kann während der Stromübertragung eine hohe Spannung/einen niedrigen Strom aufrechterhalten und den Spannungsabfall (I2R-Verlust) reduzieren.
  

• Ein Gleichstromantriebsgerät, das Wechselstrom problemlos in Gleichstrom umwandeln und problemlos Strom liefern kann.

Nachdem das Kraftwerk Tausende von 20,000 V AC-Hochspannung aussendet, wird diese über den Transformator am Strommast auf 100 V und 200 V reduziert, bevor sie an die allgemeinen Haushalte weitergeleitet wird.

Das ist ein Exkurs. Derzeit liefert die Steckdose im Haus Wechselstrom, sodass jedes Gerät einen eigenen AC/DC-Umwandlungskreis installieren muss. Für diesen Teil muss man unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung und Miniaturisierung sagen, dass er überflüssig ist. In dem an verschiedenen Orten erprobten und untersuchten Smart-Home-Konzept wird neuerdings auch über das System der direkten Gleichstromversorgung aus der Steckdose im Haus nachgedacht. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Stromübertragungsanlagen schnell in Gleichstrom umgewandelt werden können oder eine Wechselstrom/Gleichstrom-Umwandlung unnötig ist. In diesem System müssen Haushaltsstromversorgungsgeräte, die Gleichstrom liefern, immer noch mit Hochleistungs-AC/DC-Wandlern mit hoher Leistung und Effizienz sowie in der Nähe installierten AC/DC-Wandlern mittlerer Leistung ausgestattet sein.

Lassen Sie uns dann über ein weiteres Grundwissen sprechen. Im Vorstehenden wurde erwähnt, dass „es leicht von Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt werden kann“, es gehört jedoch zur Funktion der „Gleichrichtung“, die die Grundlage der Wechselstrom/Gleichstrom-Umwandlung bildet, daher ist es notwendig, zuerst seine Architektur zu kennen .

Figure 2

Abbildung 2 zeigt die Vollwellengleichrichtung, die zum Grundtyp der Gleichrichtung gehört, und die Rolle der Halbwellengleichrichtung. In jedem Fall wird die Eingangswechselspannung an die Diode angeschlossen, um die Amplitude der negativen Welle zu erfassen. Bei der Halbwellengleichrichtung wird nur eine Diode verwendet, um die Amplitude der negativen Welle zu erfassen. Dadurch verschwindet die negative Welle und es bleibt nur die Hälfte der Wellenform übrig. Daher wird sie als Halbwelle bezeichnet. Bei der Vollweggleichrichtung wird eine aus vier Dioden bestehende Brückendiode verwendet, die die negative Welle drehen und im positiven Wellenbereich erscheinen lassen kann, während die vollständige Wellenform durch Gleichstrom angezeigt werden kann.

Nach der Gleichstromwandlung wird der Kondensator zum Glätten der Wellenform verwendet. Selbst wenn die Wellenform glatt ist, gibt es jedoch immer noch Welligkeit (Welligkeit), und die Amplitude der Welligkeitsspannung ändert sich aufgrund der Kapazität und Last des Kondensators. Wenn die Kapazität des Kondensators mit der Last übereinstimmt, ist die Welligkeitsspannung der Vollwellengleichrichtung kleiner als die der Halbwellengleichrichtung.

Kernpunkte:

  Aus Sicht der elektronischen Schaltung ist die AC/DC-Umwandlung die Grundlage der Gleichstromversorgung, daher müssen wir zunächst die grundlegende Theorie beherrschen.

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