AC-DC换流器
AC-DC、DC-DC转换器基础指南
AC/DC、DC/DC转换器基础指南首先，我们过一下AC（交流）和DC（直流）的概念。
何谓ACAlternating Current（交流）的首字母缩写。
AC是大小和极性（方向）随时间呈周期性变化的电流。
电流极性在1秒内的变化次数被称为频率，以Hz为单位表示。
何谓DCDirect Current（直流）的首字母缩写。
DC是极性（方向）不随时间变化的电流。
①流动极性（方向）和大小皆不随时间变化的电流通常被称为DC。
②流动极性不随时间变化，但大小随时间变化的电流也是DC，通常被称为纹波电流 (Ripple current)。
一、AC/DC转换器何谓AC/DC转换器？AC/DC转换器是指将AC（交流电压）转换成DC（直流电压）的元件。
为什么需要AC/DC转换器？为什么需要AC/DC转换器？那是因为家庭住宅和楼房接收到的电压是100V或200V的AC电压。
然而大家大部分使用的电器是在5V或3.3V的DC电压下工作的。
也就是说，如果不把AC电压转换成DC电压，电器就不能工作。
其中也有电机、灯泡等可以用交流电压驱动的产品，但电机与微控制器的控制电路连在一起，灯泡也变成节能LED，因此有必要进行ACDC转换。
为什么传输的是AC电压？可能有人会认为“既然电器使用的是DC，那为什么不一开始就传输DC？”总所周知，电力来自水力发电站、火力发电站、核电站等。
这些发电站位于山区或沿海等地区，从这些地区传输到市区，AC电压更有优势。
简而言之，通过以高电压、低电流方式传输AC电压，可以减少传输损耗（能量损耗）。
然而，在实际家庭中，由于不能直接使用高电压，所以需要通过几个变电站分阶段进行变压（降压），最后转换成100V或200V后进入家庭。
这些转换也因AC更简单，所以传输的是AC电压。
全波整流和半波整流（AC/DC转换）将AC（交流电压）转换为DC（直流电压）的整流方式有全波整流和半波整流。
两种情况都利用了二极管的电流正向流通特性来进行整流。
AC-DC转换器的工作原理
AC/DC转换器的工作原理AC-AlternaTIngcurrent是交流的意思，DC-Directcurrent是直流的意思，AC/DC 变换是将交流变换为直流，AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的设备，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
一：AC/DC转换器的工作原理-工作原理交流电转换为直流电称为整流，而直流电转换为交流电称为逆变。
逆变要比整流复杂得多。
常用的有两种方法，一种是先通过SPWM方式，调制出正弦波波形（如果方波也可以的话，这步可以省略），然后通过一个H桥切换输出电压极性，这要求H 桥的切换与SPWM电路同步，技术上较复杂但这种方式的效率好像很高，所以不少逆变器都是这种方式。
将直流电源转变为交流电使用的设备就是叫“逆变器”原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管，利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流（起振）而变为交流输出，如果需要比较“严格”的电流输出波形，则还要接入有关电子元器件，组成对输出波形进行整形的电路。
一般通过二极管整流电路或电子开关电路，都可将交流电转换为直流电。
AC/DC转换器的工作过程图整流电路，是将工频交流电转换为脉动直流电；滤波电路，将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分；稳压电路，采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
1整流--即把交流调整成直流，换句话就是使交流的正玄波调整到的X轴上方。
但是现在还只是脉冲的。
主要元件是二极管。
整流方式：全波整流（桥式整流，有专门的元件或用4个二极管）、半波整流（x以下的波损失掉，电流不是连续的。
用一个二极管做）。
2滤波--把波形调整成平稳的直流（可用电容）另：根据需要的电压，可以在整流之前做变压。
一般来讲整流电路有如下几种方法：半波整流电路：半波整流就是利用二极管的单向导电性能，使经变压器出来的电压Vo只有半个周期可以到达负载，如下：单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管具有单向导电性。
电动汽车AC-DC电能变换器整流方式介绍及仿真
种整流方式各自的原理和优缺点，重点介绍了桥式整流这种在汽车充电装置上应用较多的整流方式，最后运用
MATLAB 软件对功率较大的直流和交流充电桩桥式整流过程进行了仿真模拟。
关键词 ：电动汽车 ；充电桩 ；AC-DC 转换 ；MATLAB 仿真
中图分类号 ：TM341
文献标志码 ：A
如图 1 所示，如果规定一个周期内前半个周期电压为正
图 1 半波整流电路原理图
图 2 全波整流电路原理图
虽然全波整流电路的能量效率相对高，但是这种整流电 路的变压器中有一个中心抽头这一明显的缺陷，这种结构给 设备的生产制造带来了很大难度，增加了额外的生产成本。 另外，这种电路在工作时二极管的两端需要承载两倍于次级 电压的电压，这就需要用能够承载较大电压的二极管，同时 在电路中形成较大的电压冲击，有可能对负载造成损坏，这 些因素造成全波整流电路的应用范围十分有限。
பைடு நூலகம்
值，且此时可以通过负载形成回路，则相应的在同一个周期 的接下来半个周期内就为负值，根据整流二极管的特性，此 时就不能通过负载形成回路。虽然达到了整流的目的，但是 一个周期中半个周期内是没有电流的。半波整流的电压平均 值可以达到交流电压平均值的一半。
２．２ 全波整流电路
全波整流是一种可以充分利用输入电能的电路，其原理 如图 2 所示。在一个周期内，前半个周期内次级线圈上的电 压为正向且可以通过 VT1，则在负载上的电流为从上往下的。 相应的，在后半个周期内，电压为负值，可以使 VT2 导通， 负载上又有从下往上的电流。全波电路不仅利用了正半周期 的能量，也巧妙地利用了负半周期的能量。能量利用效率是 半波整流电路的 2 倍，整流之后的电压平均值可以达到输入 的交流电压的平均值。
U0=0.45U2（1+cosα）
DC-AC换流器
DC/AC换流器DC/AC换流器又称为逆变器，其作用是利用半导体开关器件的开通和关断，将直流电源转换为幅值和频率均可控制的正弦交流输出电源，用来驱动交流电机或作为交流不间断电源。
根据DC/AC换流器与电网的连接方式，输入直流电源类型的不同，可以将其分为几种不同的类型。
本文将对这几种不同类型的DC/AC换流器的工作原理和特点进行讨论。
1.根据与电网连接方式分类1.1有源逆变器将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变器称为有源逆变器。
有源逆变器广泛用于直流可逆调速、交流异步机串级调速、高压直流输电等领域。
有源逆变电路可以看做是整流电路的另一种工作方式，它们的电路结构相同，但功率的传递方向不同。
工作在整流状态时，功率由交流侧向直流侧传递；工作在逆变状态时，功率由直流侧向交流侧传递。
对于可控整流电路而言，只要满足一定的条件，就可以工作在有源逆变状态。
以晶闸管相控整流电路为例，有源逆变产生的条件为：a)外部条件：直流侧应有能提供你变能量的直流电动势，极性与晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧的平均电压；b)内部条件：变流器直流侧输出平均直流电压必须为负值，即触发延迟角α>π/2，U d<0。
1.2 无源逆变器将直流电能转换为幅值和频率均可控的交流电能并直接供给负载的逆变器称为无源逆变器，无源是指逆变电路输出与电网的交流电无关。
在有源逆变器中，由于交流侧与电网相连，能够借助电网电压的过零进行换流；而无源逆变器只能通过自身的结构特点进行换流。
根据换流方式的不同，无源逆变器可以分为：c)负载谐振式换流逆变器：利用负载回路中电阻、电感和电容所形成的谐振电路特性来保证电力开关器件的可靠关断，主要分为并联谐振式和串联谐振式换流逆变器；d)强迫换流逆变器：逆变器采用专门的换流回路使半控型开关器件可靠地换流；e)全控型开关器件换流逆变器：逆变器采用全控型的开关器件，利用触发脉冲控制开关器件的开断进行换流，可以省去复杂的换流电路，从而使电路简化，装置的体积小，重量轻。
三相ac-dc原理
三相ac-dc原理
三相AC-DC转换是一种将三相交流电源转换为直流电源的过程。
这通常通过整流器（Rectifier）来完成。
以下是三相AC-DC转换的基本原理：
1.三相交流电源：原始电源是三相交流电。
在工业和分布式电力系统中，三相电流通常用于提供更为稳定和高效的电力传输。
2.整流器：为了将三相交流电转换为直流电，通常使用整流器。
整流器的任务是将交流电信号的负半周或正半周转换为直流电。
最常见的整流器类型是桥式整流器（Bridge Rectifier）。
3.桥式整流器：桥式整流器包括四个二极管，它们被配置成一个桥形电路。
在每个周期内，桥式整流器选择性地导通其中两个二极管，使得输出电流方向保持单一，从而得到直流电。
4.滤波器：直流电的输出通常会包含一些交流成分，为了减小这些波动，常常在整流器之后添加滤波器。
滤波器可以是电容器，它们平滑输出电压。
5.直流负载：最后，整流器输出的直流电被供给给直流负载，如电机、电池充电器等。
这个过程的优点之一是直流电对某些应用（如电动机和许多电子设备）更为适用，因此通过这种方式可以更有效地使用三相交流电源。
这种转换常见于工业和电力系统中。
5G基站用AC-DC变换器研究
5G基站用AC-DC变换器研究摘要：本文介绍了5G基站中的AC-DC变换器的研究现状和发展趋势，包括其原理、结构、性能指标等。
针对目前存在的问题，提出了进一步研究的建议，包括提高电能转化效率、减小体积、降低成本等方面。
研究表明，AC-DC变换器在5G基站中具有重要的作用和应用前景。
关键词：5G基站，AC-DC变换器，电能转化效率，体积，成本一、引言随着5G技术的快速发展，5G基站成为人们关注的焦点之一。
在5G基站的建设中，AC-DC变换器是一个重要的组成部分，其负责将来自电网的交流电转化为适用于5G基站的直流电。
由于5G基站对电能的要求非常高，因此AC-DC变换器的性能也必须达到相应的要求。
二、AC-DC变换器的原理AC-DC变换器是一种用于将交流电转化为直流电的电子设备。
其主要原理是利用电容和电感的特性，对交流电进行整流和滤波，从而得到平稳的直流电。
在5G基站中，AC-DC变换器的功能是将电网中的220V交流电转化为5G基站所需的48V直流电。
三、AC-DC变换器的结构AC-DC变换器主要由变压器、整流器、滤波器、控制电路等部分组成。
其中变压器是整个电路的核心部分，其作用是将输入的交流电转化为需要的电压。
整流器和滤波器负责对交流电进行整流和滤波，从而得到平稳的直流电。
控制电路则控制整个电路的工作状态，保证输出电压的稳定性。
四、AC-DC变换器的性能指标AC-DC变换器的性能指标包括电能转化效率、输出电压的稳定性、起动时间、输出电压的纹波等。
在5G基站中，由于其对电能的要求非常高，因此AC-DC变换器的电能转化效率要高于90%，输出电压的稳定性要优秀，纹波要小，起动时间要短。
五、AC-DC变换器存在的问题目前，AC-DC变换器在5G基站中存在一些问题，主要包括电能转化效率不高、体积过大、成本较高等。
因此，需要进一步研究以解决这些问题，并提高AC-DC变换器在5G基站中的应用效果。
六、AC-DC变换器的未来发展趋势未来，AC-DC变换器在5G基站中的应用前景非常广阔。
AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)
1π
20
2U2sintd(t)0.4U 52
电源变压器副边电压有效值为U2
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
表5-2 单相半波不控整流电路阻感负载时各区间
u2
ud
L eL
各区间工作情况
R b)
感性负载ω时t ，直流 0～π 电压将出现负值，
π～ωt1 ωt1～2π
u2 O
t1
2
降低了直二流极平管均导电 t 压 通情况
AC
+ -
R
AC + -
ud
VD2
VD1
-
AC +
R
-
AC +
ud
VD2
b)
c)
d)
图5-2 单相全波整流负载电压波形 a)单相全波整流电路负载电压波形 b)单相全波整流电路 c)交流输入正
半周整流电路工作图 d)交流输入负半周整流电路工作图
5.2.1 单相不控整流电路
表5-4 单相全波整流电路各区间工作情况
ωt 二极管导通情况
负载电压ud 负载电流id 整流二极管电流iVD1 续流二极管电流iVD2 整流二极管端电压 uVD1 续流二极管端电压 uVD2
0～π VD1导通、 VD2截止 u2 水平直线 矩形波
0 0
π～2π VD1截止、 VD2导通 0
0 矩形波 u2
-|u2|
0
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
-
ud AC + VD2
b)
VD3 R ud
VD4
c)
a)单相桥式整流电路 b)交流输入正半周单相桥式整流电路工作图 c)交流输入负半周单相桥式整流电路工作图
ACDC变换器开题报告
ACDC变换器开题报告ACDC变换器开题报告概述：ACDC变换器是一种将交流电转换为直流电的电力转换装置。
在现代电子设备中，直流电是最常用的电源形式，而交流电则是从电网中供应的主要电力形式。
因此，ACDC变换器在电子设备中起着至关重要的作用。
本文旨在探讨ACDC变换器的原理、应用和未来发展趋势。
一、原理ACDC变换器的原理基于电力电子技术和电磁学原理。
其主要组成部分包括整流器、滤波器和稳压器。
整流器将交流电转换为脉动的直流电，滤波器则用于平滑输出电压，稳压器则确保输出电压的稳定性。
通过这一过程，ACDC变换器能够将交流电转换为稳定的直流电供应给电子设备。
二、应用ACDC变换器广泛应用于各种电子设备中，如电脑、手机、电视等。
它们在电子设备中的作用是将电网供应的交流电转换为设备所需的直流电。
这样一来，电子设备就能够正常工作，并且不受电网波动的影响。
此外，ACDC变换器还应用于电力系统中，用于将电网中的交流电转换为直流电供应给大型工业设备。
三、发展趋势随着科技的不断进步，ACDC变换器也在不断发展。
未来，ACDC变换器将朝着更高效、更小型化和更可靠的方向发展。
一方面，随着能源需求的增加，对电力转换的效率要求也越来越高。
因此，研究人员将致力于开发更高效的ACDC变换器，以减少能源损耗。
另一方面，随着电子设备的不断发展，对ACDC变换器的尺寸要求也越来越小。
因此，研究人员将努力开发更小型化的ACDC变换器，以适应紧凑的电子设备。
此外，为了提高ACDC变换器的可靠性，研究人员还将致力于寻找更稳定的材料和改进设计。
结论ACDC变换器作为一种将交流电转换为直流电的重要电力转换装置，在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。
通过整流、滤波和稳压等过程，ACDC变换器能够将电网供应的交流电转换为稳定的直流电，以满足电子设备的需求。
未来，ACDC变换器将继续发展，以提高效率、尺寸和可靠性，以满足不断增长的能源需求和电子设备的要求。
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阅读报告 AC/DC换流器
换流器（Converter）概念：是由单个或多个换流桥组成的进行交、直流转换的设备。
换流器的功能：实现交流-直流-整流器（Rectifer）的变换。
当触发角 <90°时，换流器运行于整流工况，叫整流器。
在电力电子技术的许多应用领域中，通常需要将工频的正弦交流电能变换为直流电能，即AC/DC转换。
AC/DC换流器，又称为整流器，是通过半导体开关器件（如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET等）的开通和关断作用，把交流电能变换成直流电能的一种电力电子变换器。
晶闸管换流阀的通断条件：换流阀的阳极电位必须高于阴极电位（即：阀电压必须是正向的）或在控制极加上触发所需的脉冲时导通；阀电流减小到零，且阀电压保持一段时间等于零或为负，使阀元件内多余载流子消失时关断。
按结构分可分为单桥（6脉动）和多桥（12脉动及以上）。
6脉动换流器是三相桥式换流回路而12脉动换流器是由两个交流侧电压相位差30°的6脉动换流器所组成的。
巨大多数直流输电工程均采用12脉动换流器，用于直流输电的电力换流器都采用三相桥式接线。
12脉动换流器：两个6脉动换流单元在直流侧串联而在交流侧并联。
换流变阀侧接线方式，必须一个为星形接线，另一个为三角形接线。
改善谐波性能，交流侧和逆变侧可只分别配备12k± 1次和12k次的滤波器，从而可简化滤波装置，缩小占地面积，降低换流站造价。
AC/DC换流器的应用
1. 高压直流输电：相比于交流输电，直流输电有许多优点，适合远距离，大功率输电。
进行直流输电的首要任务是将工频的交流电能转换为直流电能，即AC/DC转换，然后经过直流线路输送到另一端，再经过DC/AC转换，变为工频交流电能。
由于我们要通过换流器对电能的传输进行控制，在直流输电中所用的是可控的AC/DC换流器。
2. 作为直流电源。
在需要直流电源的场合，通过AC/DC换流器将交流电能变换为直流电能作为直流电源。
比如作为直流电机的电源，作为电池的充电电源，直流电器设备的驱动电源等。
3. 非工频交流电源。
为了产生不同于工频的交流电源，首先要将工频交流电能转换为直流电能，即AC/DC转换，再通过DC/AC转换产生不同频率的交流电能。
所以
AC/DC换流器应用在第一步，将交流电源电能为直流电能，由于不需要对直流电能进
行精确控制，通常采用的是不可控整流器或半可控整流器。
应用非工频交流电源的场合主要有：
（1）变频调速。
由于感应电机的转速和输入电源的频率成比例，通过
改变交流电源的频率就可以改变感应电机的频率。
（2）感应加热。
通过交流电源高频变化，在金属内部产生涡流，产生
热量加热金属。
（3）电镀。
参考书目
浙江大学发电教研室，直流输电，新一版，北京：水利电力出版社，1985。
[苏] 波谢，直流输电结线及运行方式，华北电力学院直流输电研究室译，北京：水利电力出版社，1979。
武汉大学，换流器基本理论及特性方程。
张一工，肖湘宁．现代电力电子技术原理与应用[M]．北京：科学出版社，2003．
汤广福．基于电压源和换流器的高压直流输电技术[M]．中国电力出版社，2010．
石新春，王毅．电力电子技术[M]．中国电力出版社，2003．。