DC電流優(yōu)點

1、輸送相同功率時，直流輸電所用線材僅為交流輸電的2/3～l/2 .

直流輸電采用兩線制，以大地或海水作回線，與采用三線制三相交流輸電相比，在輸電線載面積相同和電流密度相同的條件下，即使不考慮趨膚效應，也可以輸送相同的電功率，而輸電線和絕緣材料可節(jié)約1/3．

如果考慮到趨膚效應和各種損耗（絕緣材料的介質(zhì)損耗、磁感應的渦流損耗、架空線的電暈損耗等），輸送同樣功率交流電所用導線截面積大于或等于直流輸電所用導線的截面積的1.33倍．因此，直流輸電所用的線材幾乎只有交流輸電的一半．同時，直流輸電桿塔結構也比同容量的三相交流輸電簡單，線路走廊占地面積也少．

2、在電纜輸電線路中，直流輸電沒有電容電流產(chǎn)生，而交流輸電線路存在電容電流，引起損耗．

在一些特殊場合，必須用電纜輸電．例如高壓輸電線經(jīng)過大城市時，采用地下電纜；輸電線經(jīng)過海峽時，要用海底電纜．由于電纜芯線與大地之間構成同軸電容器，在交流高壓輸電線路中，空載電容電流極為可觀．一條200kV的電纜，每千米的電容約為0.2μF，每千米需供給充電功率約3×103kw，在每千米輸電線路上，每年就要耗電2.6×107kw"para" label-module="para">

3、直流輸電時，其兩側交流系統(tǒng)不需同步運行，而交流輸電必須同步運行．交流遠距離輸電時，電流的相位在交流輸電系統(tǒng)的兩端會產(chǎn)生顯著的相位差；并網(wǎng)的各系統(tǒng)交流電的頻率雖然規(guī)定統(tǒng)一為50HZ，但實際上常產(chǎn)生波動．這兩種因素引起交流系統(tǒng)不能同步運行，需要用復雜龐大的補償系統(tǒng)和綜合性很強的技術加以調(diào)整，否則就可能在設備中形成強大的循環(huán)電流損壞設備，或造成不同步運行的停電事故．在技術不發(fā)達的國家里，交流輸電距離一般不超過300km而直流輸電線路互連時，它兩端的交流電網(wǎng)可以用各自的頻率和相位運行，不需進行同步調(diào)整．

4、直流輸電發(fā)生故障的損失比交流輸電?。畠蓚€交流系統(tǒng)若用交流線路互連，則當一側系統(tǒng)發(fā)生短路時，另一側要向故障一側輸送短路電流．因此使兩側系統(tǒng)原有開關切斷短路電流的能力受到威脅，需要更換開關．而直流輸電中，由于采用可控硅裝置，電路功率能迅速、方便地進行調(diào)節(jié)，直流輸電線路上基本上不向發(fā)生短路的交流系統(tǒng)輸送短路電流，故障側交流系統(tǒng)的短路電流與沒有互連時一樣．因此不必更換兩側原有開關及載流設備．

在直流輸電線路中，各級是獨立調(diào)節(jié)和工作的，彼此沒有影響．所以，當一極發(fā)生故障時，只需停運故障極，另一極仍可輸送不少于一半功率的電能．但在交流輸電線路中，任一相發(fā)生永久性故障，必須全線停電．

直流電又稱恒流電，恒定電流是直流電的一種，是大小和方向都不變的直流電，它是由愛迪生發(fā)現(xiàn)的。

脈動直流電與平滑直流電

恒定電流是指大小（電壓高低）和方向（正負極）都不隨時間（相對范圍內(nèi)）而變化，比如干電池。脈動直流電是指方向（正負極）不變，但大小隨時間變化，比如：我們把50Hz的交流電經(jīng)過二極管整流后得到的就是典型脈動直流電，半波整流得到的是50Hz的脈動直流電，如果是全波或橋式整流得到的就是100Hz的脈動直流電，它們只有經(jīng)過濾波（用電感或電容）以后才變成平滑直流電，當然其中仍存在脈動成分（稱紋波系數(shù)），大小視濾波電路得濾波效果。

直流電所通過的電路稱直流電路，是由直流電源和電阻構成的閉合導電回路。在該直流電路中，形成恒定的電場。在電源外，正電荷經(jīng)電阻從高電勢處流向低電勢處，在電源內(nèi)，靠電源的非靜電力的作用，克服靜電力，再從低電勢處到達高電勢處，如此循環(huán)，構成閉合的電流線。所以，在直流電路中，電源的作用是提供不隨時間變化的恒定電動勢，為在電阻上消耗的焦耳熱補充能量。

測量直流電路中電流、電壓、電阻、電源電動勢等物理量的儀表稱為直流儀表。常用的有靈敏電流表（G表），電流表，伏特計，電橋，電勢差計等。

直流電源有化學電池，燃料電池，溫差電池，太陽能電池，直流發(fā)電機等。利用直流電,還可以進行水的電解實驗。將負極插入水中，可以使水電解為氫氣，正極則使水電解為氧氣。

直流電主要應用于各種電子儀器，電解，電鍍，直流電力拖動等方面。2100433B 解讀詞條背后的知識 德國GMC高美測儀 高美測儀（天津）科技有限公司官方帳號,科技領域創(chuàng)作者

德國GMC集團AT系列：可用于系統(tǒng)集成的閉環(huán)AC/DC電流傳感器

德國GMC-I集團AT系列傳感器01、特點準確、堅固、萬能、可靠■ 兩個型號AT 30和AT 300■ 交流/直流瞬時輸出高達300安培■ 單電源和雙電源版本■ 精確度高，分辨率達1mA■ 鉗口可打開，便于測量接線...

一.DC-DC電路設計至少要考慮以下條件：

1.外部輸入電源電壓的范圍，輸出電流的大小。

2. DC-DC輸出的電壓，電流，系統(tǒng)的功率最大值。

二.基于以上兩點選擇PWM IC要考慮：

1. PWM IC的最大輸入電壓。

2.PWM開關的頻率，這一點的選擇關系到系統(tǒng)的效率。對儲能電感，電容的大小的選擇也有一定影響。

3.MOS管的所能夠承受的最大額定電流及其額定功率，如果DC-DC IC內(nèi)部自帶MOS，只需要考慮IC輸出的額定電流。

4. MOS的開關電壓Vgs大小及最大承受電壓。

三.電感(L1)，二極管(CR1)，電容(C2)的選擇

1.電感量：大小選擇主要由開關頻率決定，大小會影響電源紋波;額定電流，電感的內(nèi)阻選擇由系統(tǒng)功耗決定。

2.二極管：通常都用肖特基二極管。選擇時要考濾反向電壓，前向電流，一般情況反向電壓為輸入電源電壓的二倍，前向電流為輸出電流的兩倍。

3.電容：電容的選擇基于開關的頻率，系統(tǒng)紋波的要求及輸出電壓的要求。容量和電容內(nèi)部的等效電阻決定紋波大小(當然和電感也有關)。

如何得到一個電源紋波相對較小、對系統(tǒng)其他電路干擾相對較小，而且相對穩(wěn)定可靠的DC-DC電路，需要對以上電路的原理做如下修改：

1.輸入部分：電源輸入端需要加電感電容濾波。目的：由于MOS管的開關及電感在瞬間的變化會造成輸入電源的波動，尤其是在系統(tǒng)耗電波動較大時，影響更為明顯。

2.輸出部分：

(1)假定C2的選擇的100uF是正確的，我們想得到更小的紋波，可以將100uF的電容改成兩顆47uF的電容(基于相同類型的電容);如果100uF電容采用的是鋁電解，可以在原來的基礎上加一顆10uF的磁片電容或鉭電容。

(2)在輸出端再加一顆電容和一顆電容對原來的電源做一個LC濾波，會得到一個紋波更小的電源。

PCB布線時，應注意幾點：

1.輸入電源與MOS的連線要盡可能的粗。

2. Vgs也要粗一點，千萬不要以為粗細沒關系，(注：一般系統(tǒng)功率相對較低時，輸出電流不大，粗細的影響不明顯)關鍵時刻會影響電源的穩(wěn)定性。

3. CR1，L1盡量靠近Q1。C2盡量靠近L1。

4.反饋電阻的線盡量遠離電感L1。

5.反饋電壓的地與系統(tǒng)的地盡量的近，保持在一個電位上。

6. CR1的地線千萬要粗，在MOS的打開的時間里，L1的電流是由CR1的通路提供，即由地流向L1。

開關電源的發(fā)展趨勢是集成化與小型化 ,把功率開關與控制電路、反饋電路集成于同一芯片 ,提高開關頻率是其關鍵技術之一;開關頻率的提高 ,必須采用高速開關元件 ,降低開關損耗。由于電路存在分布電感和分布電容 ,開關過程會出現(xiàn)較大的電流和電壓浪涌 ,使功率器件由于過流或過壓而造成損壞;同時也易引起較強的輻射干擾和傳導干擾 ,影響周圍電子設備的正常工作;且隨開關頻率的提高 ,開關損耗加大 ,開關電源本身效率和可靠性降低。 若采用 LC諧振電路 ,使加在開關兩端的電壓或流過開關的電流為正弦波 ,則能降低電路的浪涌電流和電壓 ,使開關損耗接近于零 ,這是減小開關損耗、抑制浪涌電壓和電流最有效的方式 ,稱為諧振開關方式。 介紹一種帶電流諧振電路的軟開關 DC- DC變換器 ,給出實際電路。

電流諧振電流諧振變換器

主變換電路

主變換電路如圖 1所示 ,由

電路工作過程分析

根據(jù)開關導通時 i s 的波形 ,可分為半波和全波電流諧振開關 ,圖 2所示為全波電流諧振開關 ,其工作過程分為四種狀態(tài)。 波形見圖 3。

電流諧振控制電路的實現(xiàn)

控制電路

采用專用控制器 GP605構成諧振開關電源控制電路。 GP605片內(nèi)含 VCO和一單穩(wěn)電路 , VCO是輸出頻率與輸入電壓有關的振蕩器 ,單穩(wěn)電路是產(chǎn)生恒定

控制過程

電流諧振實際應用

采用電流諧振開關 ,研制了 200 W部分諧振開關電源 ,其參數(shù)為:

電流諧振結束語

世界各地正在大力研制開發(fā)新型開關電源 ,不斷地向高頻化、線路簡單化和控制電路集成化方向發(fā)展。 采用軟開關技術 ,實現(xiàn) DC- DC功率變換 ,在提高開關頻率的同時 ,能有效地抑制電路的電流和電壓浪涌 ,減小開關損耗 ,提高電源效率和可靠性 ,是實現(xiàn)開關電源高頻化、集成化的一種有效的方法 ,具有較好的應用前景。 2100433B