講講逆變器、轉換器、DCDC和繼電器

硬件筆記本 · 發(fā)表于 2024-9-12 07:37:00

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一、逆變器
1）作用逆變器是一種將直流電轉換為交流電的器件。
2）逆變器的原理a）首先當藍色開關閉合，紅色開關斷開時與藍色開關斷開，紅色開關閉合時電流流過負載的方向剛好是相反的

b）當控制一定的頻率控制藍色開關和紅色開關的打開和關閉就可以形成下面的方波交流電

c）因為我國的交流電是220V，頻率是50Hz,所以也就是一秒內需要斷開閉合開關100次。但是手動或者機械的方法很難實現(xiàn)，所以就使用場效應管mosfet或者是IGBT晶體管（每秒可以實現(xiàn)成千上萬次的開關），給他輸入一定的信號讓它實現(xiàn)一定頻率的打開和關閉。
d）交流電的頻率已經解決，其次就是波形問題。當幅值越小，開關閉合的時間越短，其輸出的脈沖寬度越短，開關閉合的時間就是脈沖寬度的時間；幅值越大，開關閉合的時間越長，其輸出的脈沖寬度越寬。

e）將相同寬度的方波進行平均，就會發(fā)現(xiàn)其曲線近似于正弦波，然后為了讓曲線變得平滑，然后在電路中加入電容電感進行濾波，這樣就完成了直流電逆變成交流電。

二、轉換器1）作用轉換器是一種將交流電轉換成直流電的器件。
2）半波整流和全波整流a）半波整流（半橋整流電路）
將二極管加入之后，由于二極管的單向導通特性，交流電只有正半周期才能通過，然后負半周期就會截止，這樣形成的波形就只有之前波形的一般，那么就是半波整流。但是存在半個周期電路不工作，沒有電流，所以浪費，因此有一種更好的方式全波整流

b）全波整流（全橋整流電路）
當加入一下電路之后，交流電的正半周期走一條回路通過，然后負半周期走另一條回路通過，但是這兩條回路都是以相同的方向進入負載。此時正弦波正向會輸出，然后負向的正弦波也會以正向輸出，這就叫做全波整流。

3）電容濾波電容的作用：一個水桶，它會把斷斷續(xù)續(xù)的水接下來然后以平緩的方式倒出去。加入電容之后，此時的交流電是帶有交流紋波成分的直流電

4）穩(wěn)壓電路那么怎么讓帶有交流紋波成分的直流電進一步優(yōu)化讓它變得完全筆直呢，就需要一個穩(wěn)壓電路對整流后的直流電壓采用負反饋技術進一步穩(wěn)定直流電壓。然后通過穩(wěn)壓之后交流電就完全變成直流電了。

5）總結交流電變成直流電的過程：整流==》濾波==》穩(wěn)壓
三、DCDC Converter（DCDC變換器）1）作用表示在直流電路中將一個電壓值的電能變換為另一個電壓值的電能的裝置
2）開關電源（buck電路12V-5V)a）例如，如果我想讓12V的電壓變成5V，那么我就要讓開關42%的時間閉合，58%的時間斷開，但這不是我們要的直流5V電壓，我們需要把矩形波變成5V電壓。

b）當開關閉合的一段時間，電源的輸出波形，圖一所示
此時二極管截止，電源給電感和電容開始充電，并給負載開始供電，圖二所示

c）但是電感的電流不能突變，此時電感為了阻止電流增加，會感應一個與電流相反的電壓，所以電感會抵消一部分電源電壓，使得負載端的電壓達不到12V，使其電壓在5V左右，圖三

d）隨著時間的增加，電感上的電壓會逐漸減少，而負載電壓會逐漸增加，而如果時間過長，那么電感產生的電壓會降為0V，而負載兩端的電壓會升為12V,所以我們需要嚴格控制開關閉合的時間。當開關斷開之后，電感為了減少電流的流失，因此會產生一個反方向的電源，作為電路的電源，然后通過二極管形成回路，然后負載兩端的電壓逐漸降低，電感電壓降低，然后有開關閉合，往復循環(huán)。就可以實現(xiàn)將12V的電壓降為5V。

3） boost電路5V-12V當開關斷開時，由于負載的阻抗比電感的阻抗大很多，導致電感的電流會減少，然后產生一個和電源方向相同的電源


當開關關閉之后，電容給負載負載供電，但是此時負載的電壓稍微低于12V


然后通過一定頻率的開關閉合，就可以大致輸出12V 的平均電壓。


四、繼電器1）作用：具有隔離功能的自動開關元件。實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。給一端加入一個小電流，然后就會使線圈產生磁場，然后另外一端導通。實質就是小電壓控制大電壓，一個開關的作用。
2）實物圖

1，2引腳是小電流控制；3，4引腳大電流，可以實現(xiàn)小電流去控制大電流的開關，還有電路隔離的作用，也就是3，4端元器件的短路不會影響到1，2端。
五、AFE1）作用：AFE是模擬前端，用來采集電芯電壓和溫度等。

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