直流和交流真的永遠(yuǎn)對(duì)立嗎？

　　摘要：我們的印象中，直流似乎永遠(yuǎn)是直流，交流永遠(yuǎn)是交流，兩者涇渭分明，是一對(duì)平行線而永遠(yuǎn)沒有交點(diǎn)。事實(shí)真的如此嗎?其實(shí)，直流可以變交流，交流也可以變直流，它們不是對(duì)立面，而是相互協(xié)作的好伙伴。

　　日常生活中，家里的插座，街道上的電表都是交流電，似乎交流電和直流電是沒有交點(diǎn)的，就像是兩個(gè)不同的領(lǐng)域一樣。其實(shí)，他們之間有著很多很多的聯(lián)系。

　　交流說：“我可以變身直流”

　　交流可以變直流，我們平時(shí)用的電腦，手機(jī)等等設(shè)備，都是直接適配器連接到流淌著交流電的插座中，而我們手機(jī)、電腦里面運(yùn)行著的可是直流電哦。那么，有疑惑了，既然電網(wǎng)發(fā)電、傳輸都在用交流電，為什么這個(gè)時(shí)候又要變成直流電呢?

　　原因是這樣的，交流是在時(shí)間軸上以正弦規(guī)律波動(dòng)，由0上升到最大，又由最大逐漸減小到0，再由0逐漸變?yōu)樨?fù)的最大，然后再恢復(fù)到0。然而我們的手機(jī)、電腦等等電子元器件是通過識(shí)別高低電位來進(jìn)行工作的，交流電由于其正弦波動(dòng)性，本身會(huì)產(chǎn)生高低電位，與電子元器件的邏輯判斷引起沖突。例如電腦，有電位則為1，無電位則為0，而交流電本身就會(huì)有過零點(diǎn)的電位。因此，交流電是無法為電子元器件工作的。

　　那么，是誰來完成交流轉(zhuǎn)換到直流的這一工作呢?整流器，如下圖即為一款常見的整流器產(chǎn)品。

　　圖1 常見的整流器

　　在使用諸如電腦這類電器的時(shí)候，我們需要通過整流器將交流變?yōu)橹绷饕怨┦褂谩＠缥覀兤綍r(shí)使用的洗衣機(jī)，其驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使用的是交流電，而控制面板上就是經(jīng)過整流之后的直流電。

　　直流表示不服，我也會(huì)變交流

　　那么，是否會(huì)有直流變交流的場(chǎng)景呢?答案是肯定的。逆變器這種設(shè)備就是為了直流轉(zhuǎn)換成交流而誕生的。

　　簡(jiǎn)單來說，逆變器是由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電腦、電視等等，例如車載空調(diào)就需要逆變器將汽車蓄電池中的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妬砉ぷ?。如下圖就是一款1000W的逆變器產(chǎn)品。

　　圖2 1000W逆變器

　　如何判斷一個(gè)逆變器的好壞呢?

　　從輸出的交流電來做區(qū)分的話，可以將逆變器分為單相逆變器和三相逆變器。單相逆變器經(jīng)過逆變之后會(huì)產(chǎn)生單相的交流電，而三相則是輸出三相交流電。如何判斷逆變器的好壞主要從以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來判斷。

　　1. 轉(zhuǎn)換效率

　　由于逆變器自身也會(huì)消耗電能，所以逆變器存在的一個(gè)天然屬性就是它無法將直流電能100%的完全轉(zhuǎn)換成交流。但是，轉(zhuǎn)換效率卻是我們判斷一個(gè)逆變器好壞的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在GB/T 20321標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：在額定輸出狀態(tài)下，其輸出容量不大于2kVA的逆變器，效率應(yīng)大于或等于80%;大于2kVA的逆變器，效率應(yīng)大于或等于85%。如下圖，即對(duì)逆變器效率的實(shí)測(cè)。

　　圖3 E6500對(duì)逆變器效率的檢測(cè)

　　2. 紋波電壓

　　紋波電壓是指直流中的交流成分，直流電壓本身應(yīng)該是一個(gè)固定的電壓值，但是由于一些逆變器中的濾波電路濾波不徹底，導(dǎo)致會(huì)有交流成分混合到直流中。因此，通過檢測(cè)輸入端的紋波電壓是一個(gè)檢測(cè)逆變器的質(zhì)量的有效手段。

　　3. 輸出交流的電能質(zhì)量

　　逆變器在將直流轉(zhuǎn)換成交流輸出之后，交流的電能質(zhì)量是檢測(cè)逆變器的一個(gè)很重要的指標(biāo)。輸出端的交流如果存在電能質(zhì)量問題，不僅僅是影響逆變器使用效率，減少逆變器使用壽命，更有可能給使用者帶來生命財(cái)產(chǎn)的安全隱患。例如，由逆變器輸出的交流電往往含有諧波，下圖為E6500對(duì)交流的諧波檢測(cè)。

　　圖4 E6500檢測(cè)諧波

　　交流和直流之間的互相轉(zhuǎn)換是引起電能質(zhì)量問題的根源之一，如交流轉(zhuǎn)變到直流的過程中，輸出的直流可能夾帶交流成分，從而引發(fā)對(duì)電子元器件的損毀。直流逆變到交流的過程中，濾波不徹底，會(huì)給輸入端的直流造成紋波電壓，影響輸入端效率。同時(shí)又會(huì)給輸出端的交流帶來很多的電能質(zhì)量問題。諸如諧波、不平衡等等。

　　逆變器和整流器在日常生活應(yīng)用十分普及，而直流交流相互轉(zhuǎn)換，其中的電能質(zhì)量問題卻往往被忽視。而這些質(zhì)量問題可能造成財(cái)產(chǎn)損失甚至人生安全(如手機(jī)充電爆炸、汽車空調(diào)自燃等)。因此，對(duì)于電器的電能質(zhì)量問題應(yīng)當(dāng)引起我們足夠的重視。