安全提示
在硬件开发中，我们主要处理的是低压直流电路(3.3V/5V/12V等)，这些通常是安全的。 但在涉及AC-DC电源设计时，必须注意市电的高压危险性。220V交流电足以致命， 除非经过专门培训，否则不要自行设计AC输入电路，建议使用成品电源模块。
4.5 直流与交流电路
电路基本概念
🎯 学习目标
- 理解直流(DC)和交流(AC)电路的基本区别
- 掌握交流电路的基本参数和计算方法
- 了解DC-DC转换和AC-DC整流的基本原理
- 认识在嵌入式系统中直流和交流的应用场景
直流与交流电路
直流与交流电路是"电路基本概念"这一章中的第5节内容。 虽然嵌入式系统主要使用直流电，但理解交流电的基本概念对于电源设计和EMC处理仍然重要。 本节将对比直流和交流的特性，介绍它们在硬件设计中的应用。
📊 DC与AC特性对比
➡️
直流(DC)
电流方向恒定不变
电压极性固定
嵌入式系统主要电源
🔄
交流(AC)
电流方向周期性变化
电压极性交替变化
市电供电、信号传输
🌊 交流电路基本参数
交流电关键参数
- 峰值(Vp)：波形最大值，即波峰到零点的电压
- 峰峰值(Vpp)：正峰值到负峰值的电压差
- 有效值(Vrms)：等效直流电压，Vrms = Vp / √2 (正弦波)
- 频率：每秒完整周期数，单位Hz，市电为50/60Hz
- 周期：一个完整波形的时间，T = 1/f
- 相位：波形相对时间参考点的位置，单位度或弧度
⚙️ 电源转换应用
| 转换类型 | 输入 | 输出 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| AC-DC整流 | 220V AC | 5V/12V DC | 适配器、充电器 |
| DC-DC降压 | 12V DC | 5V/3.3V DC | 系统电源分配 |
| DC-DC升压 | 3.3V DC | 5V/12V DC | 传感器供电 |
| DC-AC逆变 | 12V DC | 220V AC | 车载逆变器 |
⚠️
📝 本节小结
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- • 理解了直流和交流电路的基本区别
- • 掌握了交流电路的基本参数
- • 了解了电源转换的基本原理
- • 认识了AC-DC和DC-DC转换的应用场景