講講逆變器、轉(zhuǎn)換器、DCDC和繼電器

硬件筆記本

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" R7 r) D; }$ Y! j+ P; I一、逆變器
1）作用逆變器是一種將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的器件。
8 \. G! l. n) k( S4 f2）逆變器的原理a）首先當(dāng)藍(lán)色開關(guān)閉合，紅色開關(guān)斷開時與藍(lán)色開關(guān)斷開，紅色開關(guān)閉合時電流流過負(fù)載的方向剛好是相反的
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" l1 M7 m# n, I* G; Ab）當(dāng)控制一定的頻率控制藍(lán)色開關(guān)和紅色開關(guān)的打開和關(guān)閉就可以形成下面的方波交流電
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, ^( Z$ |; v4 U" T7 vc）因?yàn)槲覈�的交流電�?20V，頻率是50Hz,所以也就是一秒內(nèi)需要斷開閉合開關(guān)100次。但是手動或者機(jī)械的方法很難實(shí)現(xiàn)，所以就使用場效應(yīng)管mosfet或者是IGBT晶體管（每秒可以實(shí)現(xiàn)成千上萬次的開關(guān)），給他輸入一定的信號讓它實(shí)現(xiàn)一定頻率的打開和關(guān)閉。
. _/ A" p, G8 W+ y( c! f# T7 Kd）交流電的頻率已經(jīng)解決，其次就是波形問題。當(dāng)幅值越小，開關(guān)閉合的時間越短，其輸出的脈沖寬度越短，開關(guān)閉合的時間就是脈沖寬度的時間；幅值越大，開關(guān)閉合的時間越長，其輸出的脈沖寬度越寬。
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e）將相同寬度的方波進(jìn)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(jìn)行濾波，這樣就完成了直流電逆變成交流電。
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  D1 B9 X! f9 r. c- H6 x3 f二、轉(zhuǎn)換器1）作用轉(zhuǎn)換器是一種將交流電轉(zhuǎn)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?qū)�通特性，交流電只有正半周期才能通過，然后負(fù)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(fèi)，因此有一種更好的方式全波整流
        
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b）全波整流（全橋整流電路）
' p" E% e; N; v4 G當(dāng)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(fù)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(jìn)入負(fù)載。此時正弦波正向會輸出，然后負(fù)向的正弦波也會以正向輸出，這就叫做全波整流。
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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
               
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3 D1 C+ b" X/ I/ E& X4）穩(wěn)壓電路那么怎么讓  帶有交流紋波成分的直流電  進(jìn)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(fù)反饋技術(shù)進(jìn)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。
        
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5）總結(jié)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(guān)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(guān)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。
        
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b）當(dāng)開關(guān)閉合的一段時間，電源的輸出波形，圖一所示
0 N2 X' r, j/ s! q+ p! A此時二極管截止，電源給電感和電容開始充電，并給負(fù)載開始供電，圖二所示
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4 C4 m  E' c! e9 F& |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(yīng)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(fù)載端的電壓達(dá)不到12V，使其電壓在5V左右，圖三  
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d）隨著時間的增加，電感上的電壓會逐漸減少，而負(fù)載電壓會逐漸增加，而如果時間過長，那么電感產(chǎn)生的電壓會降為0V，而負(fù)載兩端的電壓會升為12V,所以我們需要嚴(yán)格控制開關(guān)閉合的時間。當(dāng)開關(guān)斷開之后，電感為了減少電流的流失，因此會產(chǎn)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(fù)載兩端的電壓逐漸降低，電感電壓降低，然后有開關(guān)閉合，往復(fù)循環(huán)。就可以實(shí)現(xiàn)將12V的電壓降為5V。
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) \$ o8 {$ Z+ o/ x1 I% h3） boost電路5V-12V當(dāng)開關(guān)斷開時，由于負(fù)載的阻抗比電感的阻抗大很多，導(dǎo)致電感的電流會減少，然后產(chǎn)生一個和電源方向相同的電源
        
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當(dāng)開關(guān)關(guān)閉之后，電容給負(fù)載負(fù)載供電，但是此時負(fù)載的電壓稍微低于12V
      

然后通過一定頻率的開關(guān)閉合，就可以大致輸出12V 的平均電壓。
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" l' v& n0 l+ _" K9 J9 a四、繼電器1）作用：具有隔離功能的自動開關(guān)元件。實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動開關(guān)”。給一端加入一個小電流，然后就會使線圈產(chǎn)生磁場，然后另外一端導(dǎo)通。實(shí)質(zhì)就是小電壓控制大電壓，一個開關(guān)的作用。
2）實(shí)物圖


1，2引腳是小電流控制；3，4引腳大電流，可以實(shí)現(xiàn)小電流去控制大電流的開關(guān)，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。
, e1 v& c6 M3 _) D7 _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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