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，我們手機為什么要一個充電器？能否直接用插頭來給手機引入電能充電？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。其實嚴格來講，這個“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)換為直流電傳輸進電子設備中。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。電荷靜止或移動會產(chǎn)生很多有意思物理現(xiàn)象，比如雷雨天氣中會看到的閃電、冬天脫毛衣的時候噼里啪啦的火花。后來，科學家們從各種電效應中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，于是發(fā)明出了電池、發(fā)電機、電動機。

瞬態(tài)響應是衡量可編程交流電源應對電流需求變化或跟隨負載阻抗變

瞬態(tài)響應

瞬態(tài)響應是衡量可編程交流電源應對電流需求變化或跟隨負載阻抗變化的能力的一個指標。PWR系列可編程交流電源快的響應時間＜150μs。當輸出電流需求在短時間內(nèi)大幅減小或增大時，輸出電壓也可能會大幅降低或升高。電源的內(nèi)部電壓控制回路會努力將輸出電壓穩(wěn) 定在其設定值處，但這種響應并非瞬間進行的。要想提高瞬態(tài)響應速度，有時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，但降低電源對快速變化負載的響應速度。功率放大后的波形，按需選擇相應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)響應時間，但可能會產(chǎn)生過沖或下沖，由此損壞待測物。

交流信號頻率的調(diào)節(jié)是通過改變點與點之間輸出時間間隔Δt來實現(xiàn)，信號頻率與Δt的關(guān)系如下：

式中，f為輸出信號頻率，N為每周波擬合點數(shù)(本系統(tǒng)設計N為1 440)。若輸出信號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輸出的定時器自動重裝載寄存器周期的值設置為999即可。在起機的瞬間，由于C6的存在Q2不導通，電流經(jīng)RT1構(gòu)成回路。

定時時間值計算公式為：

輸出兩路交流信號之間相位差的調(diào)節(jié)則根據(jù)波形擬合點數(shù)據(jù)數(shù)組，選擇不同的起始位置觸發(fā)來實現(xiàn)。設兩路輸出分別為A和B，存放波形擬合點的數(shù)組為DATA[2N]，N為每周波擬合點數(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n1=n2時，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)來實現(xiàn)，其輸出頻率、相位等參數(shù)可設，但輸出精度與分辨率不高，波形質(zhì)量不理想，且硬件實現(xiàn)過程復雜，成本高。當n1=0，n2=360時相位關(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的值實現(xiàn)，即對波形擬合點數(shù)組中的數(shù)據(jù)乘以一個系數(shù)α，為V=α×DATA[2N]，其中V為輸出信號的幅值。

瞬態(tài)響應

瞬態(tài)響應是衡量可編程交流電源應對電流需求變化或跟隨負載阻抗變化的能力的一個指標。PWR系列可編程交流電源快的響應時間＜150μs。當輸出電流需求在短時間內(nèi)大幅減小或增大時，輸出電壓也可能會大幅降低或升高。電源的內(nèi)部電壓控制回路會努力將輸出電壓穩(wěn) 定在其設定值處，但這種響應并非瞬間進行的。這些器件會將輸入浪涌電流鉗位在一個電平上，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

將三相電源的三個線圈，以一個線圈的末端和相鄰一相線圈的始端按順序連接起來，形成一個三角形回路，再從三個連接點引出三根導線與負載相連，如下圖所示。