講講逆變器、轉(zhuǎn)換器、DCDC和繼電器

硬件筆記本

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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。
2）逆變器的原理a）首先當(dāng)藍(lán)色開(kāi)關(guān)閉合，紅色開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)與藍(lán)色開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，紅色開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電流流過(guò)負(fù)載的方向剛好是相反的

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b）當(dāng)控制一定的頻率控制藍(lán)色開(kāi)關(guān)和紅色開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和關(guān)閉就可以形成下面的方波交流電
        
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c）因?yàn)槲覈?guó)的交流電是220V，頻率是50Hz,所以也就是一秒內(nèi)需要斷開(kāi)閉合開(kāi)關(guān)100次。但是手動(dòng)或者機(jī)械的方法很難實(shí)現(xiàn)，所以就使用場(chǎng)效應(yīng)管mosfet或者是IGBT晶體管（每秒可以實(shí)現(xiàn)成千上萬(wàn)次的開(kāi)關(guān)），給他輸入一定的信號(hào)讓它實(shí)現(xiàn)一定頻率的打開(kāi)和關(guān)閉。
; [, a3 P; v* b1 Id）交流電的頻率已經(jīng)解決，其次就是波形問(wèn)題。當(dāng)幅值越小，開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)間越短，其輸出的脈沖寬度越短，開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)間就是脈沖寬度的時(shí)間；幅值越大，開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)間越長(zhǎng)，其輸出的脈沖寬度越寬。
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4 Y) E# R" @$ j# f4 qe）將相同寬度的方波進(jìn)行平均，就會(huì)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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1 E0 H' \: |. k' q. ~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）
2 h# k& l1 q2 I$ m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(guò)，然后負(fù)半周期就會(huì)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(gè)周期電路不工作，沒(méi)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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7 X/ c* [" @6 d& G# z6 H% z$ Hb）全波整流（全橋整流電路）
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(guò)，然后負(fù)半周期走另一條回路通過(guò)，但是這兩條回路都是以相同的方向進(jìn)入負(fù)載。此時(shí)正弦波正向會(huì)輸出，然后負(fù)向的正弦波也會(huì)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(gè)水桶，它會(huì)把斷斷續(xù)續(xù)的水接下來(lái)然后以平緩的方式倒出去。加入電容之后，此時(shí)的交流電是帶有交流紋波成分的直流電
               
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3 y) W& d; Q8 C& H/ N7 w( n4）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(gè)穩(wěn)壓電路對(duì)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(guò)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(guò)程：整流==》濾波==》穩(wěn)壓
# ^% @$ I8 f% m* L8 K" `! \三、DCDC Converter（DCDC變換器）1）作用表示在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變換為另一個(gè)電壓值的電能的裝置
2）開(kāi)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(kāi)關(guān)42%的時(shí)間閉合，58%的時(shí)間斷開(kāi)，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(dāng)開(kāi)關(guān)閉合的一段時(shí)間，電源的輸出波形，圖一所示
此時(shí)二極管截止，電源給電感和電容開(kāi)始充電，并給負(fù)載開(kāi)始供電，圖二所示
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" X. z; |% ~( H1 W  B: |4 j- {c）但是電感的電流不能突變，此時(shí)電感為了阻止電流增加，會(huì)感應(yīng)一個(gè)與電流相反的電壓，所以電感會(huì)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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0 m7 h8 ?& V+ ?* d9 z6 T0 cd）隨著時(shí)間的增加，電感上的電壓會(huì)逐漸減少，而負(fù)載電壓會(huì)逐漸增加，而如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，那么電感產(chǎn)生的電壓會(huì)降為0V，而負(fù)載兩端的電壓會(huì)升為12V,所以我們需要嚴(yán)格控制開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)間。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)之后，電感為了減少電流的流失，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反方向的電源，作為電路的電源，然后通過(guò)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(kāi)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。


$ r' T0 }8 l# A) P/ u; l% R, i- F3） boost電路5V-12V當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，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(huì)減少，然后產(chǎn)生一個(gè)和電源方向相同的電源
        

5 G6 E3 M) U2 ]( ~1 _) f, W當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉之后，電容給負(fù)載負(fù)載供電，但是此時(shí)負(fù)載的電壓稍微低于12V
      

/ f+ T+ u* Z, w4 h3 l( X, e% y然后通過(guò)一定頻率的開(kāi)關(guān)閉合，就可以大致輸出12V 的平均電壓。
        

5 K% d3 ]9 u0 P四、繼電器1）作用：具有隔離功能的自動(dòng)開(kāi)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(dòng)開(kāi)關(guān)”。給一端加入一個(gè)小電流，然后就會(huì)使線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，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(gè)開(kāi)關(guān)的作用。
9 L0 L# M$ m9 `- M5 c# Z, M' O2）實(shí)物圖
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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(kāi)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(huì)影響到1，2端。
7 ~! [0 ?- r! l# e& v" b1 O五、AFE1）作用：AFE是模擬前端，用來(lái)采集電芯電壓和溫度等。

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