AC/DC功率变换器电路原理

为什么一开始供电站不直接传输DC呢?

因为我们的电力通常都是在比较偏僻的山区或者是沿海地区，从这些地区传输到市区，AC电压会比较有优势，通过高电压低电流方式传输AC电压，可以减小传输的损耗，高压电经过供电站分阶段转换成220VAC后再传输到家庭当中。

AC一般有哪些方式转换成DC?

一般AC转换成DC有两种方式：

1. 变压器转换

2. 开关方式转换

如何转换，转换的原理是什么?

①变压器转换：

1.变压器转换是先由低频变压器(因为AC高压的频率是50-60HZ)将AC高压转换成AC低压。

2.然后再通过整流将已经降压的AC转换成DC。

3.但是由于刚转换过的DC纹波太严重了，我们要想办法把纹波减小，这个时候我们可以通过电容滤波来平滑电压。

由二极管构成的整流电路，用来测量交流信号电压或把交流信号转换为直流信号时，其线性和精度均不理想。本电路使用了由OP放大器构成的绝对值电路，因为它由均化电容转换成输入信号的平均值，所以输入电压很小时，也能获得高精度。测量正弦波电压可以用其平均值表示，但测量脉冲波形用平均值则很难测得其很效值。

OP放大器A1是放大倍数为10的AC放大器，需要多大的放大倍数，取决于输入信号的大小，放大倍数A可用A=1+(R3/R2)公式计算。A1的低频FL约为1.6HZ(FZ=1/2πC1.R2≈1.6)，C1、C3也与低频有关。其容量均为10UF，因为用两个电容串联，所以总容量为5UF，它的FL约为0.5HZ。OP放大器A2、A3是标准的绝对值电路。A2是负输出半波整流电路，其输出与输入信号进行加法运算进行全波整流。加法电阻R6和R7的比例很重要，它们的比率是2：1，所以选用E系列中的150K、75K电阻。C4是均化电容，电容量必须根据输入信号的频率范围确定，如果容量太小，就会产生整流纹波;另一方面，输出响应也取决于C4，如果要进行快速测量，其容量也不能太大。输出是全波整流的平均值，对正弦波来说，等于峰值电压的2/π(0.636EI)，应予注意。

频率上限受OP放大器高频特性的限制，配电路可达100KHZ。

ac/dc转换器电路图(一)

AC到DC转换器在负载端连接处将交流电源转换为直流电源。目前有不同类型的整流器，例如半波、全波和桥式整流器。

由四个二极管组成的全桥整流器以桥的形式连接起来。二极管仅在一个方向上导电，即在正向偏置期间。它在另一个方向上保持关闭状态，即在反向偏置期间。

在上述电路中，在正半周期间，二极管D2和D4导通。在电源的负半周期间，二极管D1和D3导通。因此，以这种方式输入的交流电被整流为输出的直流电。但问题是直流输出功率由脉冲组成，不是纯直流

ac/dc转换器电路图(二)

它包括方波振荡器这直流到交流变频原理图产生AC输出行频率和电压。 555配置为低频振荡器，可变的频率范围为50至60赫兹的频率电位的R4 。 NE555输出端(扩增Q1及Q2 )接入变压器的T1 ，要注意变压器的匝数比。电容C4和线圈的T1保证精确 ，确保它是一个正弦波。最大输出功率约为200瓦

DC/AC功率变换器又被称为逆变器，是一种将直流电转变为交流电的电力电子元件(Power Inverter或Inverter)，主要由由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。电动汽车上使用的DC/AC变换器的主要作用是将HV的直流电转变为电动机/发电机用交流电。

逆变器在汽车上的应用

近年来出现的车载AC电源也是一种逆变器，其特点是能够将直流电(12V或24V)转换为交流电(220V)供一般电器使用，是一种方便的电源转换器。

电动车的DC/AC功用是将蓄电池的直流电变换为交流电，提供给驱动电动机和单相交流用电器使用。DC/AC变换器主要分为半桥逆变器、全桥逆变器和三相电压型逆变器3类。

三相逆变器原理图

交流直流变换器AC/DC

AC/DC功率变换器又称为整流器，其功用是将交流电转换为直流电，电动汽车中AC/DC的功用主要是将交流发电机的交流电转换为直流电，供给用电器或电能储能设备储存。

(1)AC/DC功率变换器分类

按照变流器件开关频率的高低：所有半导体变流电路可分为低频和高频两大类。

按照组成的部件：可分为不可控、半控和全控3种AC/DC变换器。

按照控制方式：有相控式和斩控式整流电路之分。

(2)AC/DC功率变换器电路构成

AC/DC功率变换模块电路的一般原理如下图所示，图中Uf为参考电压，U0为AC/DC的输出电压，PWM为脉冲宽度调制式开关变换器。AC/DC功率变换模块由输入滤波电路、全波整流和滤波电路组成。

AC/DC功率变换器电路原理

整流电路的作用是将交流电压变为直流脉动电压，输入滤波电路的作用是使整流后的电压更加平滑，并将电网中的杂波滤除以免对模块产生干扰，同时输入滤波器也可以阻止模块自身产生的干扰影响。DC/DC变化电路和控制电路实现直流电压的转换和稳压，为了得到稳定的输出电压U0。

新能源汽车一般都具有电力驱动系统，并且在该系统上有不少电力电子器件，汽车功率变换器是其重要组成部分。因此，了解汽车功率变换器基本知识与原理，对掌握新能源汽车驱动系统的驱动和控制原理、使用性能和维护保养技术是不可或缺的。