ในที่นี้จะอธิบายวิธีการพื้นฐานของการแปลงแรงดันไฟฟ้า AC (กระแสสลับ) เป็นแรงดันไฟฟ้า DC (กระแสตรง) โหมดหม้อแปลงและโหมดการสลับ นอกจากนี้ จะมีการหารือเกี่ยวกับการเปรียบเทียบระหว่างโหมดหม้อแปลงและโหมดสวิตชิ่ง

ก่อนอื่น "เหตุใดการแปลง AC/DC จึงจำเป็น" กลับไปที่จุดเดิมก่อน

รูป 1

ดังที่เราทราบกันดีว่าแหล่งจ่ายไฟหลักของบ้านหรืออาคารในญี่ปุ่นคือ 100V หรือ 200V AC อย่างไรก็ตาม เครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ทำงานโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และเกือบทั้งหมดทำงานกับแรงดันไฟฟ้า 5V และ 3.3V DC แม้ว่าจะมีอุปกรณ์มอเตอร์ หลอดไส้ ฯลฯ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรง แต่ในปัจจุบัน อุปกรณ์ที่ค่อนข้างเรียบง่าย เช่น มอเตอร์และสวิตช์ แทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะติดตั้งวงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และวงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง นอกจากนี้ ตลาดได้ค่อยๆ เปลี่ยนหลอดไส้เป็น LED แต่อย่างที่เราทราบกันดีว่า LED ยังคงขับเคลื่อนโดย DC กล่าวคือ "ไฟฟ้ากระแสสลับถูกส่งจากเครือข่ายการส่งกำลัง แต่เนื่องจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเทียบเท่ากับหัวใจของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ถูกขับเคลื่อนโดยกระแสตรง ถ้าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไม่ได้แปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ระบบอิเล็กทรอนิกส์ ไม่สามารถเริ่มผลิตภัณฑ์ได้" ข้างต้นคือคำตอบ ฉันเชื่อว่าทุกคนจะคิดว่า "ในกรณีนี้ การส่งพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงในตอนแรกจะดีไม่ดีหรือ?" อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง มีปัจจัยเบื้องหลังและเหตุผลในการส่งไฟ AC ในอดีต

คุณควรรู้ว่าเอดิสันคิดค้นหลอดไฟฟ้าที่มีหลอดไส้ในปี พ.ศ. 1881 ในความเป็นจริง ในสหรัฐอเมริกาในขณะนั้น การจ่ายไฟ DC ถือเป็นมาตรฐาน เพื่อส่งเสริมการใช้หลอดไส้ เอดิสันจึงเริ่มนำสาเหตุของการส่งกระแสไฟ DC 110V ไปยังโครงข่ายไฟฟ้ามาใช้ในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการส่งไฟ DC แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นระยะการส่งสัญญาณจะต้องไม่เกิน 1.5 กม. ส่งผลให้โรงไฟฟ้าต้องสร้างกลางถนน ฉันไม่อยากจะเชื่อเลยตอนนี้ มีการตรวจสอบวิธีการผลิต การส่ง และการใช้ไฟฟ้าของ Nikola Tesla AC และสงครามในปัจจุบันได้เริ่มต้นขึ้นกับเอดิสัน สุดท้ายเทสลาก็ชนะด้วยระบบ AC ที่สามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าได้ง่าย และถึงแม้สายไฟจะบางและยาว แต่ก็ไม่ทำให้สูญเสียพลังงานในการส่งมากนัก และผลก็ยังคงอยู่มาจนถึงปัจจุบัน

ข้อดีของเอซี

• แหล่งจ่ายไฟ AC สามารถแปลงแรงดันไฟฟ้า (step-up และ step-down) ได้อย่างง่ายดายโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า
  

• สามารถรักษาแรงดันไฟฟ้าสูง/กระแสไฟฟ้าต่ำในระหว่างการส่งกำลัง และลดแรงดันไฟฟ้าตก (การสูญเสีย I2R)
  

• อุปกรณ์ไดรฟ์ DC ที่สามารถแปลงไฟ AC เป็นไฟ DC และจ่ายพลังงานไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย

ความจริงแล้วหลังจากที่โรงไฟฟ้าส่งไฟฟ้าแรงสูงไฟฟ้ากระแสสลับหลายพันถึง 20,000 V AC แล้วจะลดลงเหลือ 100 V และ 200 V ผ่านหม้อแปลงที่เสาไฟฟ้าก่อนส่งต่อไปยังครัวเรือนทั่วไป

นี่คือการพูดนอกเรื่อง ปัจจุบันเต้ารับในบ้านจ่ายไฟ AC ดังนั้นอุปกรณ์แต่ละชิ้นจึงต้องติดตั้งวงจรแปลงไฟ AC/DC ของตัวเอง ในส่วนนี้จากมุมมองของการประหยัดพลังงานและการย่อขนาดต้องบอกว่ามันฟุ่มเฟือย เมื่อเร็วๆ นี้ แนวคิดสมาร์ทโฮมได้รับการทดสอบและศึกษาในที่ต่างๆ รวมถึงการพิจารณาระบบจ่ายไฟ DC โดยตรงจากเต้ารับในบ้านด้วย ถึงกระนั้นก็ไม่ได้หมายความว่าระบบส่งกำลังสามารถแปลงเป็น DC ได้อย่างรวดเร็ว หรือการแปลง AC/DC นั้นไม่จำเป็น ในระบบนี้ อุปกรณ์จ่ายไฟในครัวเรือนที่จ่ายไฟ DC ยังคงต้องติดตั้งตัวแปลง AC/DC กำลังสูงที่มีกำลังไฟและประสิทธิภาพสูง และติดตั้งตัวแปลง AC/DC กำลังปานกลางอยู่ใกล้ๆ

ถ้าอย่างนั้น เรามาพูดถึงความรู้พื้นฐานอีกประการหนึ่งกัน ที่กล่าวมาข้างต้นว่า "สามารถแปลงจาก AC เป็น DC ได้อย่างง่ายดาย" แต่อยู่ในฟังก์ชัน "การแก้ไข" ซึ่งเป็นรากฐานของการแปลง AC/DC ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทราบสถาปัตยกรรมก่อน .

รูป 2

รูปที่ 2 แสดงการแก้ไขแบบเต็มคลื่น ซึ่งเป็นของการแก้ไขประเภทพื้นฐาน และบทบาทของการแก้ไขครึ่งคลื่น ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอินพุตจะเชื่อมต่อกับไดโอดเพื่อจับแอมพลิจูดของคลื่นลบ การแก้ไขครึ่งคลื่นใช้เพียงไดโอดตัวเดียวในการจับแอมพลิจูดของคลื่นลบ ดังนั้นคลื่นลบจึงหายไป เหลือเพียงครึ่งหนึ่งของรูปคลื่น จึงเรียกว่าครึ่งคลื่น การแก้ไขคลื่นเต็มคลื่นใช้บริดจ์ไดโอดที่ประกอบด้วยไดโอดสี่ตัว ซึ่งสามารถหมุนคลื่นลบและทำให้ปรากฏในบริเวณคลื่นบวก ในขณะที่ DC สามารถแสดงรูปคลื่นเต็มได้

หลังจากการแปลง DC ตัวเก็บประจุจะถูกใช้เพื่อทำให้รูปคลื่นเรียบ อย่างไรก็ตาม แม้ว่ารูปคลื่นจะเรียบ แต่ก็ยังมีระลอกคลื่น (ระลอกคลื่น) และแรงดันไฟฟ้าระลอกคลื่นของแอมพลิจูดจะเปลี่ยนไปตามความจุและโหลดของตัวเก็บประจุ เมื่อความจุของตัวเก็บประจุเท่ากับโหลด แรงดันไฟฟ้าระลอกคลื่นของวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นจะเล็กกว่าแรงดันระลอกคลื่นของวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น

จุดสำคัญ:

  จากมุมมองของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การแปลง AC/DC เป็นรากฐานของแหล่งจ่ายไฟ DC ดังนั้นเราจึงต้องเชี่ยวชาญทฤษฎีพื้นฐานก่อน

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้ทำซ้ำจาก "หมายเหตุของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์" บทความนี้นำเสนอเฉพาะความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียน และไม่ได้นำเสนอมุมมองของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม มีไว้สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาเท่านั้น โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

โทรศัพท์บริษัท: +86-0755-83044319
แฟกซ์/แฟกซ์:+86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 ผู้จัดการหลี่
QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว
ที่อยู่: ห้อง 809 บล็อก C อาคารเทคโนโลยี Zhantao เลขที่ 1079 Minzhi Avenue เขตหลงหัวใหม่ เซินเจิ้น