几种常见的电压电流转换电路
电源转换电路原理
电源转换电路原理
电源转换电路是一种将一种电源的特性转换为另一种电源特
性的电路。
其原理基于电能的转换和调节，通过将输入电源的
电压、电流、频率或波形进行变换，得到符合输出设备要求的
电源特性。
常见的电源转换电路包括直流电源转换、交流电源转换和高
频电源转换。
直流电源转换电路的原理是通过变压器、整流电路、滤波电
路和稳压电路等组成。
首先，将AC（交流）电源转换为高频交流电源或直接使用DC（直流）电源；然后，使用整流电路将交流转换为直流；接着，通过滤波电路去除残余的交流成分；最后，使用稳压电路保持输出电压稳定。
交流电源转换电路的原理是通过变压器、整流电路、滤波电路、逆变电路和稳压电路等组成。
首先，使用变压器将输入电
源的电压变换到合适的值；然后，使用整流电路将交流电源转
换为直流电源；接着，通过滤波电路去除交流成分；最后，使
用逆变电路将直流电源转换为需要的交流电源。
高频电源转换电路的原理是通过高频开关器件（如MOSFET）和高频变压器等组成。
通过高频开关器件将输入电源转换为高
频交流电源，然后通过高频变压器将电压变换到合适的值，最
后使用整流电路和滤波电路得到稳定的输出电源。
总之，电源转换电路的原理是通过变换、调节和滤波等操作，将输入电源的特性转换为符合输出设备要求的电源特性。
不同
类型的电源转换电路根据具体需求选择不同的原理和组成部分，以满足不同设备的电源需求。
【精品】电流电压转换电路
【精品】电流电压转换电路电流电压转换电路是用来实现电流和电压的转化的一种电路。
它可以利用电电感、电容、变压器、放大器或整流装置等元件实现电流和电压之间的高低转换。
电流电压转换电路在日常生活中极其常见，从电源变压器、充电器等小型电源装置到超级电容器都需要它。
其原理可以总结如下：电流电压转换电路利用了本征电感和本征电容来实现电流和电压之间的高低转换。
本征电感是一种线性电感，其中磁体的匝数与允许的瞬流之间存在一定的相关性，当一段电流流经电感，其允许的瞬流会经过一定的时间产生一个潜在的电势差，即电压。
因此，通过控制本征电感的匝数来控制电流与电压的转换比例。
本征电容既可以实现电流电压的转换，又可以实现电压电流的转换。
本征电容是一种静态元件，当电容内存在分布电荷时，则内存在一个潜在的电势差，从而将电压转换为电流。
反之，当电容内存在电流时，由于电容内部分布电荷，当电流稳定后电容内存在相同的电势差，从而实现电流电压的转换。
以上是基于本征元件实现电压和电流转换的原理，其实现还可以采用变压器来完成。
变压器是一个典型的变换电路，它通过变换主线圈的感应磁场来实现电流的转换，当输入的电流磁场强度变小时，变压器就会实现电流降压，而当输入电流磁场强度变大时，变压器就会实现电流升压。
但变压器本身也存在一些缺点，例如，效率低下、重量大、使用寿命短这些问题，所以使用变压器需要考虑这些因素。
此外，整流装置和放大器也是实现电流电压转换的重要元件。
整流装置可以将交流电转换为直流电，放大器可以实现信号的增大，从而转换电流、电压的大小。
但这两种方法的缺点也很明显：整流装置将交流电转换为直流电后，会损耗一定的能量；放大器本身可能会产生错误以及歪斜，影响信号正确性和完整性。
19种电压转换的电路设计方法
19种电压转换的电路设计方法1.原理变压器：这是最常见的电压转换方法。
通过调整输入和输出绕组的匝数比例来实现电压的转换。
输入和输出电压之间的比例由变压器的匝数比决定。
2.电容滤波器：通过将电容器连接到电源电路上，可以平滑电压曲线并降低噪声和纹波。
这种方法常用于将交流电转换为直流电。
3.整流器：整流器将交流电转换为直流电。
它使用二极管来将电流沿着一个方向传导，滤去反向的电流。
4.逆变器：逆变器将直流电转换为交流电。
它使用开关元件（通常是MOSFET或IGBT）来控制电流的流向，从而产生交流电。
5.降压变频器：降压变频器将输入电源的电压降低到所需的电压水平，并通过变频器将频率转换为所需的频率。
6.升压变频器：升压变频器将输入电源的电压提高到所需的电压水平，并通过变频器将频率转换为所需的频率。
7.升压降压变频器：这种变频器可以同时提高和降低输入电源的电压，并将频率转换为所需的频率。
8.变压斩波器：变压斩波器是一种组合使用变压器和斩波电路的电压转换方法。
它可以将输入电源的电压转换为相对较高或较低的电压，并通过斩波电路将电压转换为所需的波形。
9.交直流变频器：这种变频器可以将输入电源的交流电转换为直流电，并通过变频器将频率转换为所需的频率。
10. 静态功率因数校正器：静态功率因数校正器（Static Power Factor Corrector，SPFC）通过测量输入电源的功率因数，然后通过相应的电路来纠正功率因数。
11.高压直流输电（HVDC）系统：HVDC系统可以将交流电转换为直流电，并通过输电线路将电力传输到远距离。
在接收端，直流电再次转换为交流电。
12. 交变流转换器：交变流转换器（AC-AC Converter）可以将输入电源的电压和频率转换为所需的输出电压和频率。
13.PWM控制器：脉冲宽度调制（PWM）控制器可以通过切换一个开关来调整输出电平的占空比，从而实现电压的转换。
14. MPPT控制器：最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）控制器可将光伏发电中太阳能电池板产生的直流电转换为所需的电压和电流水平。
电流电压转换电路的介绍
电流电压转换电路的介绍电流和电压是电路中最基本的两个物理量，它们之间可以互相转换。
在电路设计和实际应用中，需要对电流和电压进行转换以满足不同的要求。
本文将介绍一些常见的电流电压转换电路。
一、电压转电流电路电压转电流电路是指将电压信号转换成电流信号的电路。
常见的电压转电流电路有电压随机器、电阻性电压降模块等。
1、电压随机器电压随机器是将输入电压与随机振荡器相乘后输出电流信号的电路。
随机振荡器可以产生一系列的随机电流信号，将这些信号与输入电压相乘，输出的电流信号与输入电压成正比。
2、电阻性电压降模块电阻性电压降模块是利用电阻的欧姆定律，将输入电压分压到一定的值后产生输出电流信号。
该电路常用于光电传感器、压力传感器等传感器输出电压信号时，将其转换为电流信号以便于电路采集。
二、电流转电压电路电流转电压电路是指将电流信号转换成电压信号的电路。
常见的电流转电压电路有电流随机器、电阻性电压降模块等。
1、电流随机器电流随机器是将输入电流与随机振荡器相乘后输出电压信号的电路。
随机振荡器可以产生一系列的随机电压信号，将这些信号与输入电流相乘，输出的电压信号与输入电流成正比。
2、电阻性电流降模块电阻性电流降模块是利用电阻的欧姆定律，将输入电流经过一定的电阻降压后产生输出电压信号。
该电路常用于电流互感器、磁通传感器等传感器输出电流信号时，将其转换为电压信号以便于电路采集。
三、电流电压转换器电流电压转换器是一种通用的电路，既可以实现电压转电流，也可以实现电流转电压。
该电路主要由运放、电阻和电容等组成。
它的输入阻抗高，输出阻抗低，可以实现提高信号电平、阻抗转换和带宽匹配等功能。
常见的电流电压转换器有四端运放、电桥传感器等。
1、四端运放四端运放是一种高稳定性的放大器，它通常由四个输入端（红点）、两个电源端（黑点）、一个输出端（出处）组成。
输入端和输出端之间包含一个反馈环路，使其具有高增益。
该电路可以实现电流和电压之间的转换，并可以通过调节电容和电阻等参数来优化电路性能。
电压型和电流型逆变电路特点
电压型逆变电路和电流型逆变电路是两种常见的逆变电路类型，它们在不同的应用领域中具有各自的特点。
下面我将详细介绍这两种逆变电路的特点。
一、电压型逆变电路1. 工作原理：电压型逆变电路通过将直流电压转换为交流电压输出。
其基本原理是通过控制开关管的导通和断开，使电源电压经过滤波电容和变压器转换为所需的输出交流电压。
2. 特点：（1）输出电压稳定性高：电压型逆变电路通过反馈控制，实现对输出电压的精确调节，能够提供稳定的输出电压。
（2）负载适应性好：电压型逆变电路输出电压与负载电流无关，能够适应不同负载条件下的工作要求。
（3）输出电压范围广：电压型逆变电路可以实现从几伏到几千伏的宽范围输出电压。
（4）输出电流能力较弱：电压型逆变电路输出电流能力相对较弱，适用于对输出电流要求不高的应用场景。
（5）逆变效率较高：电压型逆变电路由于采用了高频开关技术和功率调制控制策略，能够实现较高的逆变效率。
3. 应用领域：电压型逆变电路广泛应用于电力电子变频器、太阳能发电系统、风力发电系统、UPS电源等领域，以及需要稳定交流电源的工业控制系统中。
二、电流型逆变电路1. 工作原理：电流型逆变电路通过将直流电流转换为交流电流输出。
其基本原理是通过控制开关管的导通和断开，使电源电流经过滤波电感和变压器转换为所需的输出交流电流。
2. 特点：（1）输出电流稳定性高：电流型逆变电路通过反馈控制，实现对输出电流的精确调节，能够提供稳定的输出电流。
（2）负载适应性好：电流型逆变电路输出电流与负载电压无关，能够适应不同负载条件下的工作要求。
（3）输出电流范围广：电流型逆变电路可以实现从几毫安到数千安的宽范围输出电流。
（4）输出电压能力较弱：电流型逆变电路输出电压能力相对较弱，适用于对输出电压要求不高的应用场景。
（5）逆变效率较高：电流型逆变电路由于采用了高频开关技术和功率调制控制策略，能够实现较高的逆变效率。
3. 应用领域：电流型逆变电路广泛应用于电力电子变频器、电动汽车充电桩、工业焊接设备、电源适配器等领域，以及需要稳定交流电流的工业控制系统中。
20种常见基本电路
一、桥式整流电路1、二极管的单向导电性：伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型：1二极管的单向导电性：二极管的PN结加正向电压，处于导通状态；加反向电压，处于截止状态。
伏安特性曲线;理想开关模型和恒压降模型：理想模型指的是在二极管正向偏置时,其管压降为0,而当其反向偏置时,认为它的电阻为无穷大,电流为零.就是截止。
恒压降模型是说当二极管导通以后,其管压降为恒定值,硅管为0.7V，锗管0.5 V2桥式整流电流流向过程：当u 2是正半周期时，二极管Vd1和Vd2导通；而夺极管Vd3和Vd4截止，负载RL 是的电流是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压；在u 2的负半周，u 2的实际极性是下正上负，二极管Vd3和Vd4导通而Vd1和Vd2截止，负载RL上的电流仍是自上而下流过负载，负载上得到了与u 2正半周期相同的电压。
3计算:Vo,Io,二极管反向电压Uo=0.9U2, Io=0.9U 2/RL,URM=√2 U 2二.电源滤波器1、电源滤波的过程分析：波形形成过程：1电源滤波的过程分析：电源滤波是在负载RL两端并联一只较大容量的电容器。
由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波的目的。
波形形成过程：输出端接负载RL时，当电源供电时，向负载提供电流的同时也向电容C充电，充电时间常数为τ充=（Ri∥RLC）≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri 压降的影响，电容上电压将随u 2迅速上升，当ωt=ωt1时，有u 2=u 0,此后u 2低于u 0，所有二极管截止，这时电容C通过RL放电，放电时间常数为RLC，放电时间慢，u 0变化平缓。
当ωt=ωt2时，u 2=u 0, ωt2后u 2又变化到比u 0大，又开始充电过程，u 0迅速上升。
ωt=ωt3时有u 2=u 0，ωt3后，电容通过RL放电。
如此反复，周期性充放电。
由于电容C的储能作用，RL上的电压波动大大减小了。
整流、滤波、稳流、稳压电路工作原理;
一、整流电路的工作原理整流电路是将交流电信号转换成直流电信号的电路。
其工作原理主要通过二极管的导通和截止来实现。
在正半周的电压周期内，二极管处于导通状态，电流可以顺利通过；而在负半周的电压周期内，二极管处于截止状态，电流无法通过。
这样，交流电信号经过整流电路后，就可以转化为直流电信号输出。
二、滤波电路的工作原理滤波电路是用来去除整流后直流电信号中的脉动成分，使得输出的电压更加平稳。
其主要原理是通过电容器的充放电来吸收和释放交流电信号中的高频脉动成分。
在充电时，电容器可以吸收一部分脉动成分；在放电时，电容器则会释放出积累的电荷，从而使输出的电压更加稳定。
三、稳流电路的工作原理稳流电路是为了在负载变化时，仍然能够保持输出电流恒定的电路。
其原理是通过负反馈控制电路的工作点，使得在负载变化时，电路可以自动调整输出电流，从而避免因负载变化而导致的输出电流波动。
四、稳压电路的工作原理稳压电路是为了在输入电压波动时，能够保持输出电压恒定的电路。
其工作原理主要包括串联稳压和并联稳压两种方式。
串联稳压是通过调整输出电压与输入电压之间的电压差，以维持输出电压稳定；而并联稳压则是通过电容器和电感器等元件来减小输入电压的波动，从而实现输出电压的稳定。
五、结论整流、滤波、稳流、稳压电路是电子电路中常见的几种基本电路，它们通过不同的原理和组合方式，可以实现对交流电信号的转换和处理，从而得到稳定的直流电信号输出。
在实际应用中，这些电路通常会被应用于各种电子设备和电源系统中，起到了至关重要的作用。
对这些电路的工作原理有深入的了解，对于电子工程领域的从业者来说，是非常重要的。
六、整流、滤波、稳流、稳压电路在电子设备中的应用上文我们已经介绍了整流、滤波、稳流、稳压电路的工作原理，接下来我们将重点谈谈这些电路在电子设备中的应用。
1. 整流电路的应用整流电路是将交流电信号转换成直流电信号的关键电路之一，广泛应用于各种电源设备和电子设备中。
几种常见的电压电流转换电路
由运放组成的V-I、I-V转换电路1、0－5V/0－10mA的V/I变换电路图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路，能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0－10mA的电流信号，A1是比较器，A3是电压跟随器，构成负反馈回路，输入电压Vi与反馈电压Vf比较，在比较器A1的输出端得到输出电压V1，V1控制运放A2的输出电压V2，从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf，达到跟踪输入电压Vi的目的。
输出电流IL的大小可通过下式计算：IL＝Vf/(Rw+R7)，由于负反馈的作用使Vi=Vf，因此IL＝Vi/(Rw+R7)，当Rw+R7取值为500Ω时，可实现0－5V/0－10mA 的V/I转换，如果所选用器件的性能参数比较稳定，故运放A1、A2的放大倍数较大，那么这种电路的转换精度，一般能够达到较高的要求。
2、0－10V/0－10mA的V/I变换电路图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压，即V1与V2两点之间的电压差，此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn，反馈电压Vf=V1－V2，对于运放A1，有VN＝Vp；Vp＝V1/(R2+R3)×R2，VN＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，所以V1/(R2+R3)×R2＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，依据Vf＝V1-V2及上式可推导出：若式中R1＝R2＝100kΩ，R1＝R4=20kΩ，则有：Vf×R1＝Vi×R4，得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi，如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流，则有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf，由此可以看出．当运放的开环增益足够大时，输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系，而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关．显然，当Rf＝200Ω时，此电路能实现0－10v/0－10mA的V/I变换。
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由运放组成的V-I、I-V转换电路
1、0－5V/0－10mA的V/I变换电路
图1是由运放和阻容等元件组成的V/I变换电路，能将0—5V的直流电压信号线性地转换成0－10mA的电流信号，A1是比较器，A3是电压跟随器，构成负反馈回路，输入电压Vi与反馈电压Vf比较，在比较器A1的输出端得到输出电压V1，V1控制运放A2的输出电压V2，从而改变晶体管T1的输出电流IL而输出电流IL又影响反馈电压Vf，达到跟踪输入电压Vi的目的。
输出电流IL的大小可通过下式计算：IL＝Vf/(Rw+R7)，由于负反馈的作用使Vi=Vf，因此IL＝Vi/(Rw+R7)，当Rw+R7取值为500Ω时，可实现0－5V/0－10mA 的V/I转换，如果所选用器件的性能参数比较稳定，故运放A1、A2的放大倍数较大，那么这种电路的转换精度，一般能够达到较高的要求。
2、0－10V/0－10mA的V/I变换电路
图2中Vf是输出电流IL流过电阻Rf产生的反馈电压，即V1与V2两点之间的电压差，此信号经电阻R3、R4加到运放A1的两个输入端Vp与Vn，反馈电压Vf=V1－V2，对于运放A1，有VN＝Vp；Vp＝V1/(R2+R3)×R2，VN＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，所以V1/(R2+R3)×R2＝V2＋(Vi-V2)×R4/(R1+R4)，依据Vf＝V1-V2及上式可推导出：
若式中R1＝R2＝100kΩ，R1＝R4=20kΩ，则有：Vf×R1＝Vi×R4，得出：Vf＝R4/R1×Vi＝1/5Vi，如果忽略流过反馈回路R3、R4的电流，则有：IL＝Vf/Rf＝Vi/5Rf，由此可以看出．当运放的开环增益足够大时，输出电流IL与输入电压Vi满足线性关系，而且关系式中只与反馈电阻Rf的阻值有关．显然，当Rf＝200Ω时，此电路能实现0－10v/0－10mA的V/I变换。
3、1－5V/4－20mA的V/I变换电路
在图3中．输入电压Vi是叠加在基准电压VB(VB=10V)上，从运放A1的反向输入VN 端输入的，晶体管T1、T2组成复合管，作为射极跟踪器，起到降低T1基极电流的作用(即
忽略反馈电流I2)，使得IL≈I1，而运放A1满足VN≈Vp，如果电路图中R1＝R2＝R，R4＝R5＝kR，则有如下表达式：
由式①②③可推出：
若Rf＝62.5Ω,k=0.25,Vi=1－5V，则I1＝4－20mA，而实际变换电流IL比I1小，相差I2(IL=I1-I2)，I2是一个随输入电压Vi变化的变量，输入电压最小时(Vi=1V),误差最大，在实际应用中，为了使误差降到最小，一般R1，R2，Rf的阻值分别选取40.25kΩ,40kΩ,62.5Ω。
4、0－10mA/0－5V的I/V变换电路
在实际应用中，对于不存在共模干扰的电流输入信号，可以直接利用一个精密的线绕电阻，实现电流/电压的变换，如图4，若精密电阻R1＋Rw＝500Ω,可实现0-10mA/0-5V的I/V变换，若精密电阻R1＋Rw＝250Ω,可实现4-20mA/1-5V的I/V变换。
图中R,C组成低通滤波器，抑制高频干扰，Rw用于调整输出的电压范围，电流输入端加一稳压二极管。
对于存在共模干扰的电流输入信号，可采用隔离变压器耦合方式，实现0-10mA/0-5V 的I/V变换，一般变压器输出端的负载能力较低，在实际应用中还应在输出端接一个电压跟随器作为缓冲器，以提高驱动能力。
5、由运放组成的0－10mA/0－5V的I/V变换电路
在图5中，运放A1的放大倍数为A＝(R1+Rf)/R1,若R1＝100kΩ，Rf＝150kΩ，则A ＝2.5；若R4＝200Ω，对于0－10mA的电流输入信号，将在R4上产生0－2V的电压信号，由A＝2.5可知，0－10mA的输入电流对应0－5V的输出电压信号。
图中电流输入信号Ii是从运放A1的同相输入端输入的，因此要求选用具有较高共模抑制比的运算放大器，例如，OP-07、OP-27等。
6、 4－20mA/0－5V的I/V变换电路
经对图6电路分析，可知流过反馈电阻Rf的电流为(Vo-VN)/Rf与VN/R1＋(VN-Vf)/R5相等，由此，可推出输出电压Vo的表达式：
Vo=(1+Rf/R1+Rf/R5)×VN-(R4/R5)×Vf。
由于VN≈Vp＝Ii×R4，上式中的VN即可用Ii×R4替换，若R4＝200Ω，R1＝18kΩ，Rf＝7.14kΩ，R5＝43kΩ，并调整Vf≈7.53V，输出电压Vo的表达式可写成如下的形式:
当输入4－20mA电流信号时，对应输出0－5V的电压信号。