為什么要分直流電和交流電?

為什么要分直流電和交流電？

在日常生活和工作中，我們手機(jī)為什么要一個(gè)充電器？能否直接用插頭來給手機(jī)引入電能充電？直流偏置電壓——DCoffsetvoltage，交流電中存在直流電壓成分，比如典型值20mVDC。答案是否定的。其實(shí)嚴(yán)格來講，這個(gè)“充電器”叫開關(guān)電源適配器，也有人稱交直流轉(zhuǎn)換電源充電器，目的是將電網(wǎng)傳來的交流電轉(zhuǎn)換為直流電傳輸進(jìn)電子設(shè)備中。筆記本電腦的電源適配器更大，冬天暖手更方便。那為啥要把交流電換成直流電呢？

讓我們從頭講起。電是一種自然現(xiàn)象。電荷靜止或移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)象，比如雷雨天氣中會(huì)看到的閃電、冬天脫毛衣的時(shí)候噼里啪啦的火花。后來，科學(xué)家們從各種電效應(yīng)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，于是發(fā)明出了電池、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)。

瞬態(tài)響應(yīng)是衡量可編程交流電源應(yīng)對(duì)電流需求變化或跟隨負(fù)載阻抗變

瞬態(tài)響應(yīng)

瞬態(tài)響應(yīng)是衡量可編程交流電源應(yīng)對(duì)電流需求變化或跟隨負(fù)載阻抗變化的能力的一個(gè)指標(biāo)。PWR系列可編程交流電源快的響應(yīng)時(shí)間＜150μs。當(dāng)輸出電流需求在短時(shí)間內(nèi)大幅減小或增大時(shí)，輸出電壓也可能會(huì)大幅降低或升高。電源的內(nèi)部電壓控制回路會(huì)努力將輸出電壓穩(wěn) 定在其設(shè)定值處，但這種響應(yīng)并非瞬間進(jìn)行的。要想提高瞬態(tài)響應(yīng)速度，有時(shí)就不得不忍受更大的紋波和噪聲。在可編程電源中內(nèi)部電壓控制回路和輸出濾波器是互相制約的。大輸出濾波器限制紋波和噪聲，但降低電源對(duì)快速變化負(fù)載的響應(yīng)速度。功率放大后的波形，按需選擇相應(yīng)的電壓型或者電流型變壓器接入即可得到所需的輸出。而超快的內(nèi)部電壓控制回路則縮短瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，但可能會(huì)產(chǎn)生過沖或下沖，由此損壞待測(cè)物。

交流信號(hào)頻率的調(diào)節(jié)是通過改變點(diǎn)與點(diǎn)之間輸出時(shí)間間隔Δt來實(shí)現(xiàn)，信號(hào)頻率與Δt的關(guān)系如下：

式中，f為輸出信號(hào)頻率，N為每周波擬合點(diǎn)數(shù)(本系統(tǒng)設(shè)計(jì)N為1 440)。若輸出信號(hào)f=50 Hz，則Δt為1/72 000 s，由于STM32F103ZET6工作頻率在72 MHz，所以只需將觸發(fā)DAC輸出的定時(shí)器自動(dòng)重裝載寄存器周期的值設(shè)置為999即可。在起機(jī)的瞬間，由于C6的存在Q2不導(dǎo)通，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。

定時(shí)時(shí)間值計(jì)算公式為：

輸出兩路交流信號(hào)之間相位差的調(diào)節(jié)則根據(jù)波形擬合點(diǎn)數(shù)據(jù)數(shù)組，選擇不同的起始位置觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)。設(shè)兩路輸出分別為A和B，存放波形擬合點(diǎn)的數(shù)組為DATA[2N]，N為每周波擬合點(diǎn)數(shù)，本系統(tǒng)為1440。若A、B兩路觸發(fā)起始位置分別為DATA[n1]、DATA[n2]，當(dāng)n1=n2時(shí)，A路與B路的相位差為0°；現(xiàn)有的許多可編程交流電源多采用PWM整流與逆變技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，其輸出頻率、相位等參數(shù)可設(shè)，但輸出精度與分辨率不高，波形質(zhì)量不理想，且硬件實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜，成本高。當(dāng)n1=0，n2=360時(shí)相位關(guān)系為A路超前B路90°。相位分辨率為360/1440=0.25°， A與B的相位差關(guān)系為：

式(5)中，若n1>n2，則A路超前B路Ph度；若n1=n2，則同相位；若n1<n2，則A路滯后B路Ph度。

幅值的調(diào)節(jié)由式(1)可知，可通過改變輸入DAC寄存器DAC_DHRx中DOR的值實(shí)現(xiàn)，即對(duì)波形擬合點(diǎn)數(shù)組中的數(shù)據(jù)乘以一個(gè)系數(shù)α，為V=α×DATA[2N]，其中V為輸出信號(hào)的幅值。

瞬態(tài)響應(yīng)

瞬態(tài)響應(yīng)是衡量可編程交流電源應(yīng)對(duì)電流需求變化或跟隨負(fù)載阻抗變化的能力的一個(gè)指標(biāo)。PWR系列可編程交流電源快的響應(yīng)時(shí)間＜150μs。當(dāng)輸出電流需求在短時(shí)間內(nèi)大幅減小或增大時(shí)，輸出電壓也可能會(huì)大幅降低或升高。電源的內(nèi)部電壓控制回路會(huì)努力將輸出電壓穩(wěn) 定在其設(shè)定值處，但這種響應(yīng)并非瞬間進(jìn)行的。這些器件會(huì)將輸入浪涌電流鉗位在一個(gè)電平上，該電平使電源元件能夠不受到影響并正常工作。

三角形連接

將三相電源的三個(gè)線圈，以一個(gè)線圈的末端和相鄰一相線圈的始端按順序連接起來，形成一個(gè)三角形回路，再?gòu)娜齻€(gè)連接點(diǎn)引出三根導(dǎo)線與負(fù)載相連，如下圖所示。