一种交流变直流变压电路
第五章直流交流(DCAC)变换.
第五章直流—交流（DC—AC）变换5.1 逆变电路概述5.1.1 晶闸管逆变电路的换流问题DC—AC变换原理可用图5-1所示单相逆变电路来说明，其中晶闸管元件VT1、VT4，VT2、VT3成对导通。
当VT1、VT4导通时，直流电源E通过VT1、VT4向负载送出电流，形成输出电压左（+）、右（-），如图5-1（a）所示。
当VT2、VT3导通时，设法将VT1、VT4关断，实现负载电流从VT1、VT4向VT2、VT3的转移，即换流。
换流完成后，由VT2、VT3向负载输出电流，形成左（-）、右（+）的输出电压，如图5-1（b）所示。
这两对晶闸管轮流切换导通，则负载上便可得到交流电压，如图5-1（c）波形所示。
控制两对晶闸管的切换导通频率就可调节输出交流频率，改变直流电压E的大小就可调节输出电压幅值。
输出电流的波形、相位则决定于交流负载的性质。
图5-1 DC—AC变换原理要使逆变电路稳定工作，必须解决导通晶闸管的关断问题，即换流问题。
晶闸管为半控器件，在承受正向电压条件下只要门极施加正向触发脉冲即可导通。
但导通后门极失去控制作用，只有使阳极电流衰减至维持电流以下才能关断。
常用的晶闸管换流方法有：（1）电网换流（2）负载谐振式换流（3）强迫换流5.1.2 逆变电路的类型逆变器的交流负载中包含有电感、电容等无源元件，它们与外电路间必然有能量的交换，这就是无功。
由于逆变器的直流输入与交流输出间有无功功率的流动，所以必须在直流输入端设置储能元件来缓冲无功的需求。
在交—直—交变频电路中，直流环节的储能元件往往被当作滤波元件来看待，但它更有向交流负载提供无功功率的重要作用。
根据直流输入储能元件类型的不同，逆变电路可分为两种类型：图5-4 电压源型逆变器图5-5 无功二极管的作用1．电压源型逆变器电压源型逆变器是采用电容作储能元件，图5-4为一单相桥式电压源型逆变器原理图。
电压源型逆变器有如下特点：1）直流输入侧并联大电容C用作无功功率缓冲环节（滤波环节），构成逆变器低阻抗的电源内阻特性（电压源特性），即输出电压确定，其波形接近矩形，电流波形与负载有关，接近正弦。
交流-交流变换电路
• 过载能力强 • 效率高输出波形好 • 但输出频率低 • 使用功率器件多 • 输入无功功率大
• 高次谐波对电网影响 大
• 结构简单 • 输出频率变化范围大 • 功率因数高 • 谐波易于消除
• 可使用各种新型大功 率器件
变频器
卢先胜 2009.1.1
变频器是： • 将商用交流电源通过整流回路变换成直流， • 将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、频率可调节的交流电， • 利用交流三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以达到改变
图7-4 过零触发调节周波电压的波形
调功器的输出功率
P
nT TC
Pn
调功器输出电压有效值 U
nT TC U n
设定周期Tc内导通的周波数为n，每个周
波的周期为T
22
2、交流电力电子开关
把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机械开关 ，起接通和断开电路的作用。
■优点：响应速度快，没有触点，寿命长，可以频繁控制通 断。
三相交流调压电路与三相负载之间有多种联 接方式，其中以三相Y接调压方式最为普遍。
Y0型
1、负载Y形连接带中性线的三相交流调压电路
VT1 U
VT3 V
VT5 W
N
RU
VT4 iU RV
VT6 iV RW
VT2 iW iN
VT1
4
RU
U
1
VT26
RV
V
3
W
VT3
2
RW
5
N
图54-1-47
它由3个单相晶闸管交流调压器组合而成，其公 共点为三相调压器中线，每一相可以作为一个单 相调压器单独分析，其工作原理和波形与单相交 流调压相同。
直流变交流逆变器的工作原理及电路分享
直流变交流逆变器的工作原理及电路分享直流变交流逆变器的工作原理利用震荡器的原理，先将直流电变为大小随时间变化的脉冲交流电，经隔直系统去掉直流分量，保留交变分量，再通过变换系统（升压或降压）变换，整形及稳压，就得到了符合我们需要的交流电。
利用振荡电路产生一定频率的脉动的直流电流，再用变压器将这个电流转换为需要的交流电压。
三相逆变器则同时产生互差120度相位角的三相交流电压。
逆变器有很多部分组成，其中最核心的部分就是振荡器了。
最早的振荡器是电磁型的，后来发展为电子型的，从分立元件到专用集成电路，再到微电脑控制，越来越完善，逆变器的功能也越来越强，在各个领域都得到了很广泛的应用。
简单直流变交流的逆变器电路该逆变器使用功率场效应晶体管作为逆变器装置。
用汽车电池供电。
因此，在输入电压为12伏直流电。
输出电压是100V的交流电。
但是，输入和输出电压不仅限于此。
您可以使用任何电压。
他们依赖于变压器使用。
波形输出为方波。
根据经验，这个电路约100W功率。
电路必须按装保险丝，因为过多的输入电流流动时，振荡器停止。
逆变器原理电路：将12V直流变成220V交流电将220V交流电转变为24V、36V、48V 都比较简单，只需要使用变压器的原理。
电磁互感，就可以获得不同的电压。
设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为根据公式可知，E就是电动势，也就是电压。
因为不变，只要铁块两端的线圈数量n不一样就可以达到变压的效果。
将交流电转变为直流电只要加上二极管就可以达到需要的效果，二极管是一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。
然后再利用变压器原理就可以将220V交流电转变成12V直流电，以及我们手机充电器的5V直流输出电压。
那么如何将12V直流转换成220V交流电呢？首先我们来了解一下逆变器，什么是逆变器？逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220V，50Hz正弦波）。
14变压器调压方式通常分为两种方...
电力系统基本知识29页-86页一、单项选择题（每题的备选项中，只有一项符合题意）1、电力系统是由（A发电厂、出配电线路）组成的整体。
2、发电厂与用电负荷中心相距较远，为了减少网络损耗，所以必须建设（B升压变电所）和高压、超高压输电线路，将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。
3、交流高压输电网一般指110kV、（D 220kV）电网。
4、高压配电网一般指（C 35kV）、110kV及以上电压等级的配电网。
5、电力生产的特点是（A 同时性）、集中性、适用性、先行性6、在负荷不变的情况下，配电线路电压等级由10KV升至20KV，功率损耗降低至原来的（D 25%）。
7、对于电力系统来说，峰、谷负荷差越（A 小）,用电越趋于合理。
8、发电厂、电网经一次投资建成之后，它就随时可以运行，电能（A 不受或很少受）时间、地点、空气、气温、风雨、场地的限制，与其它能源相比是最清洁、无污染、对人体环境无害的能源。
9、下列各项，一般情况下属于一类用电负荷的是（B 中断供电时将造成人身伤亡）。
10、一类负荷中的特别重要负荷，除由（B 两个）独立电源供电外，还应增设应急电源，并不准将其他负荷接入应急供电系统。
11、（A 变、配电所）是电力网中的线路连接点，是用以变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。
12、按变电所在电力系统中的位置、作用及特点划分，变电所的主要类型有枢纽变电所、区域变电所、地区变电所、配电变电所、用户变电所、底下变电所和（A 无人值班变电所）等。
13、一次主接线中所用的电气设备，称为（D 一次设备）。
14、高压断路器具有开断正常负荷和切断(C 短路电流)能力。
15、（C 隔离开关）是隔离电源用的电器，它没有灭弧装置，不能带负荷拉合，更不能切断短路电流。
16、双电源的高压配电所电气主接线，可以一路电源供电，另一路电源进线备用，两段母线并列运行，当工作电源断电时，可手动或自动的投入（B 备用电源）,即可恢复对整个配电所的供电。
高频电压变直流电压
高频电压变直流电压高频电压变直流电压是一种电力转换技术，它将高频交流电压转换为稳定的直流电压。
这种转换技术在电子设备和通信系统中广泛应用，特别是在无线通信和电力传输中。
在高频电压变直流电压的过程中，需要使用一种称为整流器的装置。
整流器是一种电子装置，它将交流电转换为直流电。
整流器有不同的类型，其中最常见的类型是单相整流器和三相整流器。
单相整流器是将单相交流电转换为直流电的装置。
它包括一个变压器、整流电路和滤波电路。
变压器将高频交流电压降低到合适的电压水平，然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
滤波电路用于平滑输出电流，以提供稳定的直流电压。
三相整流器是将三相交流电转换为直流电的装置。
它包括三相变压器、整流电路和滤波电路。
三相变压器将高频交流电压降低到合适的电压水平，然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
滤波电路用于平滑输出电流，以提供稳定的直流电压。
高频电压变直流电压的过程中，整流电路是非常重要的。
整流电路可以使用不同的元件，如二极管、晶闸管、整流管等。
这些元件可以将交流电转换为直流电，并提供所需的电压和电流。
在电子设备中，高频电压变直流电压常用于电源供应。
电子设备需要稳定的直流电压来正常工作，而高频电压变直流电压可以提供所需的电源。
例如，计算机、手机、电视等设备都需要稳定的直流电压来驱动电子元件。
在通信系统中，高频电压变直流电压用于电力传输。
电力传输需要将电能从电源站传输到用户终端，而高频电压变直流电压可以将电能转换为直流电压，以满足用户的电力需求。
这种电力传输方式在电车、电动汽车充电站等应用中得到了广泛的应用。
总之，高频电压变直流电压是一种重要的电力转换技术。
它可以将高频交流电压转换为稳定的直流电压，满足电子设备和通信系统的电源需求。
通过使用整流器和滤波电路，高频电压变直流电压可以提供稳定的直流电压输出。
这种技术在现代电子设备和通信系统中起着关键的作用，推动了电力传输和无线通信的发展。
电工学II——直流稳压电源(11章)
Uo 2U
4. 电容滤波电路的特点 (2) 流过二极管瞬时电流很大 RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ; 整流管 导电时间越短 iD的峰值电流越大
11.2 滤波器
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电 流)不能突变的特性, 达到平滑输出电压波形的目的。
方法：将电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。
L
C
RL
RL
（1）电容滤波器
1. 电路结构（半波整流滤波电路）
3. 工作波形
a + u –
IOM =200mA URWM =50V
例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz， 负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流 二极管及滤波电容器。
解：2. 选择滤波电容器 取 RLC = 3 T/2 ~
+ u –
+
C RL
+ uo –
1 50 RLC 3 0.03 S 2 已知RL = 50
滤波
有波纹的 直流电压
稳压
直流 电压
（1）稳压管稳压电路
IR + u – R
电流电阻R 限流调压 IO
当电源波动或负载电流的 变化引起Uo变化时(注意Uo
+ + C UI –
Iz
DZ RL
&#Uo Uz Iz IR = (Iz + Io) UR = IR R
220V交流电转15V直流电电路设计
220V交流电转15V直流电电路设计一、设计目的。
本电路设计旨在将220V交流电转换成15V直流稳压电源。
二、设计思路。
先将220V交流电变压成较低电压的交流电，经过桥式整流二极管将低压交流电整流将交流电的下半周期翻转为正半周期，再经过电容滤波后进入三端稳压器稳压，最后输出得到一个稳定的15V直流电源。
三、各类元件的选择。
1、桥式整流二极管的选择：每个二极管的反向击穿电压必须大于变压后低压交流电的峰值，理想状态下采用匝数比为12.2:1的变压器可将220V交流电转为18V交流电，变压后交流电的峰值u2=√2*18=25.46V。
1N5401的反向击穿电压为100V>25.46V，最高允许通过电流为3A ，故采用4个1N5401构成桥式整流电路。
2、滤波电容的选择：选用原则RC>（3~5）T，经过整流之后T=0.01s，若选用负载R=1KΩ，则C>（3~5）T/R=300~500uF。
故选用容量为2000uF的电容C1作为滤波电容。
3、稳压元器件的选择：为了输出稳定的15V电压，而又能承受住最高约为25V的输入，可选用三端正稳压器电路LM7815，它最高可以接入31V的电压，输出电流最高可达1A，适用于该电路。
4、其它元器件的选择：电容C2=0.33uF用于抵消输入长接线的电感效应，防止自激振荡。
电容C3=0.1uF用于改善负载的瞬态响应，消除高频噪声。
二极管D5，起续流作用，用于防止输入端短路时C3反向放电而损坏稳压器。
1N4001的反向击穿电压为50V>(18-15)V,适用于该电路。
四、电路图的连接。
根据设计思路及选择的元器件在软件Multsim10.0.1进行连接得如下电路图：其仿真效果如下图：根据仿真效果图，可以看到最后的输出电压为14.929V，与目标15V的偏差为0.47%，偏差很小，符合设计初衷。
五、设计总结。
通过本次设计使自己了解到关于交流电转直流电的一些基本知识，同时也了解到了自己的不足。
第5章直流-交流(DC-AC)变换1剖析
第5章 无源逆变电路
5.1 逆变器的性能指标与分类 5.2 逆变电路的工作原理 5.3 电压型逆变电路 5.4 电流型逆变电路 5.5 逆变器的SPWM控制技术
5.2.2
逆变电路的工作原理
1、主要功能: 将直流电逆变成某一频率R为逆变器的输出负载。 电当压开u关0=TU1、d；T4闭合，T2、T3断开时，逆变器输出
2、无源逆变：
1）定义：逆变器的交流侧不与电网联接，而是直接接到 负载，即将直流电逆变成某一频率或可变频率的交 流电供给负载，
2）应用：它在交流电机变频调速、感应加热、不停电电源 等方面应用十分广泛，是构成电力电子技术的重要内容。
5.1.1 逆变器的性能指标
（1）谐波系数HF（Harmonic Factor）
其中， 为2输f s出电压角频率。
当 n=1时其基波分量的有效值为: (5.3.2)
U O1
2U d
2
0.45Ud
(5.3.3)
图5.3.1 电压型半桥逆变电路 及其电压电流波形
5.3.1 电压型单相半桥逆变电路
优点： 简单，使用器件少； 缺点： 1）交流电压幅值仅为Ud/2； 2）直流侧需分压电容器； 3）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要 接LC滤波器，输出滤波器LC滤除逆变器输 出电压中的高次谐波。 应用：用于几kW以下的小功率逆变电源；
① 非谐振式逆变电路 ② 谐振式逆变电路
5.1.3
逆变电路用途
逆变器的用途十分广泛：
• 1、可以做成变频变压电源（VVVF），主要用于交流 电动机调速。
2、可以做成恒频恒压电源（CVCF），其典型代表为 不间断电源（UPS）、航空机载电源、机车照明，通信等 辅助电源也要用CVCF电源。
整流变压器原理
整流变压器原理整流变压器是一种将交流电压转换为直流电压的电力变压器。
它主要由铁芯、初级线圈、次级线圈和整流器等部分组成。
整流变压器的原理是利用铁芯和线圈的电磁感应作用，将交流电转换为直流电，从而实现电能的有效利用。
首先，整流变压器的铁芯起着电磁感应和传导磁场的作用。
当通过初级线圈的交流电流流过铁芯时，铁芯内部会产生交变磁场，这个交变磁场会感应到次级线圈中，从而在次级线圈中产生感应电动势。
其次，初级线圈和次级线圈的匝数比决定了整流变压器的变压比。
变压比是指初级线圈匝数与次级线圈匝数的比值，通过变压比的选择，可以实现对输入电压的调节和变换。
当变压比大于1时，可以实现升压变压；当变压比小于1时，可以实现降压变压。
接着，整流变压器的整流器起着将交流电转换为直流电的作用。
整流器一般采用二极管或者晶闸管，通过控制整流器的导通和截止，可以实现对交流电的整流，将其转换为直流电。
这样，整流变压器就可以将交流电转换为直流电，从而满足不同电路对电源的需求。
最后，整流变压器的输出电压稳定性和负载适应性是其重要特点之一。
通过合理设计变压器的铁芯和线圈参数，可以实现输出电压的稳定性。
同时，整流变压器还可以根据负载的变化，自动调节输出电压，从而满足不同负载对电源的需求。
总的来说，整流变压器通过铁芯和线圈的电磁感应作用，利用变压比和整流器的控制，将交流电转换为直流电，实现了电能的有效利用。
它在工业生产和电力系统中有着广泛的应用，为电力传输和电子设备提供了稳定可靠的电源。
整流变压器的原理和工作机制，对于电气工程师和电子技术人员来说，是非常重要的基础知识，对于深入理解电力系统和电子设备的工作原理具有重要意义。
同步整流的工作原理
同步整流的工作原理
同步整流是一种电路技术，可以将交流电转换为直流电。
它的工作原理如下：
1. 输入交流电源：将交流电源接入整流电路的输入端。
2. 变压器：通过变压器将输入的交流电压变压为所需的电压。
变压器通常由铁芯和线圈组成，线圈分为输入线圈和输出线圈。
3. 整流桥：将变压器的输出线圈连接到整流桥。
整流桥由四个二极管构成，排列成一个桥形电路。
4. 二极管导通：当输入电压的极性正向时，整流桥中的二极管将导通，允许电流流过。
5. 二极管截止：当输入电压的极性反向时，整流桥中的二极管将截止，阻止电流通过。
6. 输出滤波：经过整流桥后的电流为脉动直流电流，还需要进行滤波，使其变为稳定的直流电流。
滤波电路通常由电容器和电感器组成，能够平滑输出电流。
7. 输出负载：将滤波后的直流电流连接到所需的负载上，例如电路中的电子器件或设备。
通过以上步骤，同步整流能够将交流电转换为稳定的直流电，
并提供给负载使用。
它被广泛应用在各种电子设备和电源系统中，以满足直流电的需求。
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将220v 的交流电经过转换稳压分别得到12v 、-12v 、5v 、-5v 的直流电压。
一、 原理
直流稳压组成通常有：电压变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和负载组成。
二、 设计步骤
1、 电网的初始电压
在电压的学习中我们知道有效电压的220v 的最大电压为v 2220故 我们在选择电网电压时，输入的电压峰-峰值为v 2220、频率为50Hz 。
2、 电压变压器
由于我们要得到正、负电源，故我们选择变压器时，选择如下变压 器。
在这里我们为了能够得到设计要求的正、负电压故我们将变压器的中 间输出线接地（gnd ）。
这样在接地的上端我们来做正电压，在接地线的下端我们来做负电压。
在电压变压器的计算如下：由理论可知要在电压至少大于稳定电压的2v 才能使用稳压器。
故我们变压器的输出电压为14v 故
1
24614220n n 221==）（这样就得到了原边与附边的比为246：1。
3、整流电路
整流电路的作用是利用具有单向导电性能的整流原件，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压。
但是，这种单向脉动电压往往包含着很大的脉动成分，距离理想的直流电压还差得很远。
这里我们就用单相桥式整流电路来实现我们的需要。
4、滤波器
滤波器主要由电容、电感等储能元件组成。
它的作用是尽可能地将单向脉动电压中的脉动成分去掉，使输出电压为比较平滑的直流电压。
5、稳压电路
稳压电路的作用是采取某些措施，使输出的直流电压在电网电压或负载电流变化时保持稳定。
最后连接上述的全部电路，这样就可以得到如下的电路图：
上图中的稳压元件U1（7812）为12v、U2（7805）为5v、U3（7905）为-5v、U4（7912）为-12v。