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直流电怎么转换成交流电? 第1页

  

user avatar   mai-wen-xue-67 网友的相关建议: 
      

只要您让电流持续地变化,就可以转换成交流电。

在电子管和晶体管还没有被发明的年代, 就已经有了转换的方法。

那就是不停的开关电路。

这可以看作开关电源的始祖, 用一个转动的电刷来让电流持续地变化。

如果接上线圈和电容器那就更好玩了。




https://www.zhihu.com/video/1413924905964990464



因为线圈有电感, 配上电容就能选频。

这就是火花发报机的雏形。

《八十天环游地球》(Le tour du monde en quatre-vingts jours)是由法國作家儒勒·凡爾納(Jules Verne)所寫的古典冒險小說,於1873年出版。那时候已经有了发报机。

欧洲的科学家在18世纪逐渐发现电的各种特质。同时开始有人研究使用电来传递讯息的可能。早在1753年,一名英国人便提出使用静电来拍发电报。在美国,萨缪尔·摩尔斯在接近同一时间同时发明了电报,并在1837年在美国取得专利。摩尔斯还发展出一套将字母及数字编码以便拍发的方法,称为摩斯电码。19世纪90年代,尼古拉·特斯拉等科学家在这个时候开始研究以无线电发送电报。1895年,意大利人马可尼首次成功收发无线电电报。4年後,即1899年,他成功进行英国至法国之间的传送。1902年首次以无线电进行横越大西洋的通讯。


直流电怎么转换成交流电?



如果能够以极快的开关, 您还可以产生很牛屄的 UWB 信号。

超寬頻(Ultra-wideband,UWB)是一种具备低耗电与高速传输的无线个人區域网络通讯技术,适合需要高质量服务的无线通信应用,可以用在无线个人區域网络(WPAN)、家庭网路连接和短距离雷达等领域。它不采用连续的正弦波(sine waves),而是利用脉冲讯号来传送。上世纪60年代,UWB原本用于军事用途,直到2002年美國聯邦通訊委員會(FCC)才发布商用化规范。摩托罗拉2005年7月8日在亚洲成立第一座超宽頻无线通讯研发中心。

UWB是无载波通信技术,利用纳秒(ns)至皮秒(ps)级的非正弦波窄脉冲传输数据,而时间调变技术令其传送速度可以大大提高,而且耗电量相对地低,并有较精确的定位能力。与常见的通信使用的连续载波方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送数据。这些脉冲所占用的带宽甚至达到几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百Mbps。因为使用的是极短脉冲,在高速通信的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅只有目前的连续载波系统的几百分之一。UWB 的传输距离都是在十公尺之内,它的传输速率高达480Mbps,是蓝牙的159倍,是Wi-Fi标准的18.5倍,非常适合多媒体信息的大量传输。


好了, 跑题了,跑题了,跑题了。





390MHz 射频低噪音振荡器的仿真 -- 麦文学相忘于江湖系列




实际制作只需要常见的 ss9018, 几分钱一个。



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依照过往的规矩, 仿真文件/模型就在下面。


请把以下的内容用 TXT 编辑器存成 maiwenxueOSC001.ASC 就可以用 LTspice 打开了。


       Version 4 SHEET 1 1244 680 WIRE -144 -352 -288 -352 WIRE -48 -352 -144 -352 WIRE -288 -304 -288 -352 WIRE -48 -304 -48 -352 WIRE -144 -240 -144 -352 WIRE -288 -192 -288 -224 WIRE -288 -192 -432 -192 WIRE -208 -192 -288 -192 WIRE -432 -144 -432 -192 WIRE -288 -144 -288 -192 WIRE -144 -80 -144 -144 WIRE -544 -32 -576 -32 WIRE -400 -32 -464 -32 WIRE -368 -32 -400 -32 WIRE -288 -32 -288 -64 WIRE -288 -32 -304 -32 WIRE -208 -32 -288 -32 WIRE -288 -16 -288 -32 WIRE -400 0 -400 -32 WIRE -576 48 -576 -32 WIRE -144 48 -144 16 WIRE -144 48 -176 48 WIRE 64 48 0 48 WIRE -144 64 -144 48 WIRE -432 80 -432 -80 WIRE -400 80 -400 64 WIRE -400 80 -432 80 WIRE -176 80 -176 48 WIRE -176 80 -400 80 WIRE 64 80 64 48 WIRE -400 112 -400 80 WIRE -688 144 -688 48 WIRE -576 144 -576 112 WIRE -576 144 -688 144 WIRE -576 160 -576 144 WIRE -288 176 -288 64 WIRE -144 176 -144 144 WIRE -144 176 -288 176 WIRE -80 176 -80 48 WIRE -80 176 -144 176 WIRE -144 192 -144 176 WIRE 64 192 64 160 WIRE -576 288 -576 224 WIRE -400 288 -400 176 WIRE -400 288 -576 288 WIRE -144 288 -144 256 WIRE -144 288 -400 288 WIRE -144 304 -144 288 FLAG -48 -304 0 FLAG -144 304 0 FLAG 64 192 0 FLAG -688 48 OSCOUT IOPIN -688 48 Out SYMBOL npn -208 -240 R0 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value 2SC3357 SYMBOL npn -208 -80 R0 SYMATTR InstName Q2 SYMATTR Value 2SC3357 SYMBOL res -160 48 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 600 SYMBOL res -304 -320 R0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 8k SYMBOL res -304 -160 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 8k SYMBOL res -304 -32 R0 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value 8k SYMBOL ind -96 64 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 1000n SYMBOL voltage 64 176 R180 WINDOW 0 24 96 Left 2 WINDOW 3 24 16 Left 2 WINDOW 123 0 0 Left 2 WINDOW 39 0 0 Left 2 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 12 SYMBOL ind -560 -16 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 20n SYMBOL cap -592 48 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 20p SYMBOL cap -592 160 R0 SYMATTR InstName C2 SYMATTR Value 500p SYMBOL cap -416 0 R0 SYMATTR InstName C3 SYMATTR Value 30p SYMBOL cap -416 112 R0 SYMATTR InstName C4 SYMATTR Value 20p SYMBOL cap -448 -144 R0 SYMATTR InstName C5 SYMATTR Value 2n SYMBOL cap -160 192 R0 SYMATTR InstName C6 SYMATTR Value 100n SYMBOL cap -304 -48 R90 WINDOW 0 0 32 VBottom 2 WINDOW 3 32 32 VTop 2 SYMATTR InstName C7 SYMATTR Value 10p TEXT -664 -392 Left 2 !.tran 0 3E-6 500n 1E-12 TEXT 0 -256 Left 2 !.measure tran T6 I(L2) when I(L2) =0 cross=600
.measure tran T5 I(L2) when I(L2) =0 cross=590
.measure tran FreqOSC3 PARAM 10/(T6-T5)/2
.measure tran T4 I(L2) when I(L2) =0 cross=60
.measure tran T3 I(L2) when I(L2) =0 cross=50
.measure tran FreqOSC2 PARAM 10/(T4-T3)/2
.measure tran T2 I(L2) when I(L2) =0 cross=10
.measure tran T1 I(L2) when I(L2) =0 cross=8
.measure tran FreqOSC1 PARAM 1/(T2-T1)     


请把以上的内容用 TXT 编辑器存成 maiwenxueOSC001.ASC 就可以用 LTspice 打开了。



       .MODEL 2SC3357 NPN (IS=684.2e-18 BF=161.1 NF=1.0 VAF=51 IKF=574.6e-3 BR=10.71 NR=1.0 VAR=2.1 IKR=28.05e-3 ISE=1.0e-18 NE=1.193 ISC=6.211e-18 NC=1.1 RB=3.0 IRB=75.9e-5 RBM=1.0 RE=2.67 RC=3.5 CJE=1.847e-12 VJE=1.014 MJE=464.8e-3 CJC=1.086e-12 VJC=617.4e-3 MJC=353.8e-3 XCJC=0.1 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0 FC=0.50 TF=23e-12 XTF=0.39 VTF=0.668 ITF=0.06 TR=0 PTF=20 EG=1.11 XTI=3.0 XTB=0 Vceo=12 Icrating=100m mfg=NEC)     




直流电怎么转换成交流电?


逆变器(又称反流器、反用换流器;Inverter)是一个利用电路将直流电(DC)变换成交流电(AC)的器件,目的与整流器相反(AC转DC).

抽象来看, 逆变器就是把相对恒定的直流电通过电路的调制(自激或者它激振荡)输送给电感然后通过互感传输到负载的一个过程。 也就是(相对)恒定电场能量转换成交变电场能量再转换成磁场能量再转换成交变电场能量的过程。



根据逆变器的电路形式与输出的交流信号,可分为半桥逆变器、全桥逆变器和三相桥式逆变器。


** 当然, 实验室级别的 AC SOURCE 可能用非常规的方式, 例如超低失真的文氏振荡电路通过缓冲器驱动变压器, 或者用DDS频率合成,可能和常见的逆变器差别有点大。 可是原理都是类似的。


至于有些人说逆变出来的 AC 不够完美, 俺可以举出一些反例。

这是加拿大 BC 省的水电, 逆变出来的哦。

水电质量可以从贴图里面看出来:


看到了吧, 谐波只有 0.02% 不到 .

Keithley 2015 multimeters combine audio band quality measurements and analysis with a broad purpose 6½-digit DMM—all in one half-rack instrument. They can measure total harmonic distortion (THD) over the complete 20Hz to 20kHz audio band and can compute THD+Noise and signal-to-noise plus distortion (SINAD).


Specifications

       Distortion Characteristics Voltage Range 100 mV, 1 V, 10 V, 100 V, 750 V (user selectable). Input Impedance 1MΩ paralleled by <100pF. Display Range 0–100% or 0–100.00 dB. Resolution 0.0001% or 0.00001 dB. Fundamental Frequency Range 20 Hz–20 kHz. Harmonic Frequency Range 40 Hz–50 kHz. Frequency Resolution 0.008 Hz. Frequency Accuracy ±0.01% of reading. Frequency Temperature Coefficient ≤100 ppm over operating temperature range.     



当然,

电力局不会用这么小儿科的电路:




常见的逆变器有

光伏逆变器、UPS不间断电源、城市公共运输系统、变频器。








飞机上的交流电是美国的标准, 400Hz AC 115Vrms,

如果要供给普通用户的 50/60Hz 插座就需要变频。

轮船/邮轮/渡轮上也是这样的应用场合。

汽车上的 12/24V 要供给笔记本电脑也需要类似的转换。


渡轮



又跑题了。


说回电路,

早前的逆变器可以用很粗糙的桥式变换器。

非法捕鱼的电鱼机就是一个典型的例子。



** 别小看上面图中的电灯泡, 它是一个 PTC, 如果您喜欢高大上有)x(格的名词。


)x(格高一些的就用上集成电路了





经典的 500瓦 UPS 电原理图


以及其他瓦数的 UPS / 逆变器电路图








直流电怎么转换成交流电?


如何理解?

这个需要从欧姆定律、电工原理、晶体管电路(模拟和开关电路)的知识, 以及其他相关的大量内容, 恐怕一个帖子说不完。

不如您先从安装一个免费的电路仿真软件开始吧。。


LTspice®是一款高性能 SPICE 仿真软件、电路图捕获和波形观测器,并为简化模拟电路的仿真提供了改进和模型。LTspice 的下载内容中包括了用于大多数 Analog Devices 开关稳压器、放大器的宏模型,以及用于一般电路仿真的器件库。

【 注:Linear Technology 已经被 ADI 吞并 】


LTspice IV 是一款高性能 Spice III 仿真器、电路图捕获和波形观测器,并为简化开关稳压器的仿真提供了改进和模型。我们对 Spice 所做的改进使得开关稳压器的仿真速度极快,较之标准的 Spice 仿真器有了大幅度的提高,从而令用户只需区区几分钟便可完成大多数开关稳压器的波形观测。这里可下载的内容包括用于 80% 的凌力尔特开关稳压器的 Spice 和 Macro Model,200 多种运算放大器模型以及电阻器、晶体管和 MOSFET 模型。


关于 LTspice 的一些读物

SPICE Using OrCAD PSPICE, WINSPICE or LTSPICE

这是 Dr. Lynn Fuller 博士撰写的长达 70 页的介绍, 读一下绝对有收获。

       http://people.rit.edu/lffeee/SPICE_OrCAD_WinSPICE_Fuller.pdf https://docplayer.net/62762097-Spice-using-orcad-pspice-winspice-or-ltspice.html     




LTspice 仿真 简单的三极管低压 ZVS



仿真模型


"复制代码" , 复制,贴进记事本, 存成 ".asc"

然后用 LTSPICE 打开这个 “.asc” 文件, 如果有乱码, 麻烦您自己改一下。

       Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE -1248 -352 -1376 -352 WIRE -1200 -352 -1248 -352 WIRE -1072 -352 -1200 -352 WIRE -800 -352 -992 -352 WIRE -1376 -288 -1376 -352 WIRE -1200 -240 -1200 -352 WIRE -1248 -208 -1248 -352 WIRE -1120 -192 -1136 -192 WIRE -992 -192 -1056 -192 WIRE -1376 -144 -1376 -208 WIRE -992 -128 -992 -192 WIRE -992 -128 -1024 -128 WIRE -848 -128 -992 -128 WIRE -752 -128 -848 -128 WIRE -1200 -80 -1200 -160 WIRE -1200 -80 -1280 -80 WIRE -1152 -80 -1200 -80 WIRE -1088 -80 -1152 -80 WIRE -752 -80 -752 -128 WIRE -1280 -48 -1280 -80 WIRE -640 -48 -704 -48 WIRE -848 0 -848 -128 WIRE -704 0 -704 -48 WIRE -640 0 -640 -48 WIRE -800 32 -800 -352 WIRE -752 32 -752 0 WIRE -752 32 -800 32 WIRE -1280 64 -1280 16 WIRE -1280 64 -1392 64 WIRE -1024 64 -1024 -32 WIRE -1024 64 -1280 64 WIRE -752 64 -752 32 WIRE -1392 96 -1392 64 WIRE -1280 96 -1280 64 WIRE -704 112 -704 80 WIRE -640 112 -640 80 WIRE -640 112 -704 112 WIRE -1024 128 -1024 64 WIRE -640 144 -640 112 WIRE -1280 176 -1280 160 WIRE -1248 176 -1248 -128 WIRE -1248 176 -1280 176 WIRE -1136 176 -1136 -192 WIRE -1136 176 -1248 176 WIRE -1088 176 -1136 176 WIRE -848 176 -848 64 WIRE -800 176 -848 176 WIRE -752 176 -752 144 WIRE -752 176 -800 176 WIRE -992 224 -1024 224 WIRE -800 224 -800 176 WIRE -800 224 -992 224 WIRE -1152 272 -1152 -80 WIRE -1120 272 -1152 272 WIRE -992 272 -992 224 WIRE -992 272 -1056 272 FLAG -1392 96 0 FLAG -1376 -144 0 FLAG -640 144 0 SYMBOL npn -1088 -128 R0 SYMATTR InstName Q1 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL npn -1088 224 M180 SYMATTR InstName Q2 SYMATTR Value 2N2222 SYMBOL diode -1264 16 R180 WINDOW 0 24 64 Left 2 WINDOW 3 24 0 Left 2 SYMATTR InstName D1 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1296 96 R0 WINDOW 3 -25 105 Left 2 SYMATTR InstName D2 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL ind2 -768 -96 R0 WINDOW 0 -21 27 Left 2 WINDOW 3 23 -23 Left 2 SYMATTR InstName L1 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -768 48 R0 WINDOW 0 -37 64 Left 2 WINDOW 3 32 131 Left 2 SYMATTR InstName L2 SYMATTR Value 5000n SYMATTR Type ind SYMBOL ind2 -688 96 R180 WINDOW 0 -26 110 Left 2 WINDOW 3 -35 169 Left 2 SYMATTR InstName L3 SYMATTR Value 30m SYMATTR Type ind SYMBOL voltage -1376 -304 R0 WINDOW 123 0 0 Left 2 WINDOW 39 0 0 Left 2 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value 5 SYMBOL ind -1088 -336 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 2 WINDOW 3 5 56 VBottom 2 SYMATTR InstName L4 SYMATTR Value 10m SYMBOL cap -864 0 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 100n SYMBOL diode -1120 -176 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D3 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL diode -1120 288 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 2 WINDOW 3 0 32 VBottom 2 SYMATTR InstName D4 SYMATTR Value 1N914 SYMBOL res -1216 -256 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 999 SYMBOL res -1232 -112 R180 WINDOW 0 36 76 Left 2 WINDOW 3 36 40 Left 2 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 1000 SYMBOL res -656 -16 R0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 1000k TEXT -760 216 Left 2 !K1 L1 L2 L3 1 TEXT -1484 250 Left 2 !.tran 0 1 0 1e-9 startup     

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然后用 LTSPICE 打开这个 “.asc” 文件, 如果有乱码, 麻烦您自己改一下。






LTspice 仿真 12v供电3000V输出




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如果您希望认真了解, 不妨看看下面的参考书。



















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直流电怎么转换成交流电?

要不,再来点热门的氮化硅?


*** 如果去除输出的整流部分, 还是能实现直流电转换成交流电的, 对吧?



NAVITAS 氮化镓功率IC 参考板 NVE052A 能提供 300瓦 实现更小的尺寸。



NVE028A使用低成本的制造技术实现了小尺寸(51mm x 43mm x 20.5 mm)和突破性的功率密度(1.5瓦/立方厘米,24瓦/立方英寸)。


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GaN Systems GS-EVB-ACDC-300W-ON Power Supply

[机器翻译]GaN Systems GS-EVB-ACDC-300W-ON电源是一款基于氮化镓器件的超高功率密度适配器,通用AC输入和340W峰值功率。提供高效率的PFC与同步整流。GS-EVB-ACDC-300W-ON电源具有高度的通用性,低成本的2层设计,功率密度高达34W/in3。典型的应用包括游戏笔记本和游戏机的电源转换,开架电源,工业电源,以及OLED超高清电视和VR系统的适配器。





【未完待续】




  

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