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电源供电系统科普 电源——切割磁力线转换为电能 电源:电源来自于“磁生电”的原理,借助机械运动切割磁力线的原理,把水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源,及燃烧煤炭、石油等,转换成电能,储存起来,然后传输出去,加以利用。 电源输送理论 Ø 交流传输技术一枝独秀 电能,通俗的来讲,就好比水库里面的水,要供给用电设备供电,必须要输送出去,才能完成供电,就好比水库里面的水,输送出去灌溉农田。世界上第一座发电站可以追溯到1882年,是由爱迪生电气照明公司在纽约建立,该电站安装了三台110伏“巨汉”号直流发电机,可以为1500个16瓦的白炽灯供电。 电能依靠传输线传输,传输线在传输电能的时候,不可避免的存在传输损耗,这是因为,传输线上存在阻抗。 传输信号在低频时,传输线电容和电感特性相对于电阻特性可以忽略不计,此时,传输线主要表现为电阻特性。此时,传输线上唯一可以确定的参数是电阻值,线路损耗跟流过的电流平方成反比。 所以,爱迪生的直流电系统要求每一平方英里内就要有一个发电站,传输距离也十分受限。于是,为了提高效率、降低传输线损耗,人们提出了高压输送电的设想。 1888年,前爱迪生团队成员尼古拉·特斯拉发明了世界上第一台交流电发电机。并且发现,采用谐振原理,可以十分容易的使交流电实现升、降压转换。相对直流电,采用高压交流电系统,传输损耗小,传输距离远。很明显,交流电更有优势。从此,交流电被认可,成为供电主流。 Ø 直流传输技术迅速崛起 随着线路电压不断提高,输送功率和输送距离不断增大,因为直流电不需要整流滤波、没有相位差、输出相当稳定、只要正、负两根线,线路造价更低,距离越长,越适合直流输电。直流电又得到工程师们的青睐。 直流升压的基本原理,就是先将电能储存在电感中,然后将能量通过电感释放出来,形成高压。 在实际应用中,直流升压的实现电路要复杂得多,除了需要考虑升压、还需要考虑输送电的并网,等等,直流输变电站的造价要远远高于交流输变站。不过,综合输送线路造价等因素,直流输变电站又会低于交流输变电站。所以,特高压直流输变电站一般都是用于长距离的输送电项目,比如我国的西电东送等。 Ø 用户终端多级变电 由于爱迪生最初创建的发电机是110V的供电系统,这主要是为白炽灯供电。经过多次改良,大家达成共识,认为110V是配电系统中安全经济的电压,后来220V也被推荐使用。于是,最终就约定110V/220V作为市电标准。 受电设备电源适配技术 用户终端一般会把220V交流、或者380V/110V交流经过二次变压,变成直流5V-48V供设备使用。直流电再经过一次降压,就变成我们需要的电压。最常见的稳压器是线性三端稳压器,俗称LDO。有些场合,LDO热损耗太大,于是改用DCDC。有关LDO和DCDC以及衍生出来的相关产品也很多,如果你有兴趣做进一步的了解,我们将特意开了一个专业帖子,在里面做进一步的探讨。 尽请期待……
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