直流和交流真的永遠對立嗎？

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

　　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的，就像是兩個不同的領域一樣。其實，他們之間有著很多很多的聯系。

　　交流說：“我可以變身直流”

　　交流可以變直流，我們平時用的電腦，手機等等設備，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、電腦里面運行著的可是直流電哦。那么，有疑惑了，既然電網發電、傳輸都在用交流電，為什么這個時候又要變成直流電呢?

　　原因是這樣的，交流是在時間軸上以正弦規律波動，由0上升到最大，又由最大逐漸減小到0，再由0逐漸變為負的最大，然后再恢復到0。然而我們的手機、電腦等等電子元器件是通過識別高低電位來進行工作的，交流電由于其正弦波動性，本身會產生高低電位，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，而交流電本身就會有過零點的電位。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品。

　　圖1 常見的整流器

　　在使用諸如電腦這類電器的時候，我們需要通過整流器將交流變為直流以供使用。例如我們平時使用的洗衣機，其驅動馬達使用的是交流電，而控制面板上就是經過整流之后的直流電。

　　直流表示不服，我也會變交流

　　那么，是否會有直流變交流的場景呢?答案是肯定的。逆變器這種設備就是為了直流轉換成交流而誕生的。

　　簡單來說，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、家庭影院、電動砂輪、電腦、電視等等，例如車載空調就需要逆變器將汽車蓄電池中的直流電轉變為交流電來工作。如下圖就是一款1000W的逆變器產品。

　　圖2 1000W逆變器

　　如何判斷一個逆變器的好壞呢?

　　從輸出的交流電來做區分的話，可以將逆變器分為單相逆變器和三相逆變器。單相逆變器經過逆變之后會產生單相的交流電，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標準來判斷。

　　1. 轉換效率

　　由于逆變器自身也會消耗電能，所以逆變器存在的一個天然屬性就是它無法將直流電能100%的完全轉換成交流。但是，轉換效率卻是我們判斷一個逆變器好壞的一個標準。在GB/T 20321標準中規定：在額定輸出狀態下，其輸出容量不大于2kVA的逆變器，效率應大于或等于80%;大于2kVA的逆變器，效率應大于或等于85%。如下圖，即對逆變器效率的實測。

　　圖3 E6500對逆變器效率的檢測

　　2. 紋波電壓

　　紋波電壓是指直流中的交流成分，直流電壓本身應該是一個固定的電壓值，但是由于一些逆變器中的濾波電路濾波不徹底，導致會有交流成分混合到直流中。因此，通過檢測輸入端的紋波電壓是一個檢測逆變器的質量的有效手段。

　　3. 輸出交流的電能質量

　　逆變器在將直流轉換成交流輸出之后，交流的電能質量是檢測逆變器的一個很重要的指標。輸出端的交流如果存在電能質量問題，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產的安全隱患。例如，由逆變器輸出的交流電往往含有諧波，下圖為E6500對交流的諧波檢測。

　　圖4 E6500檢測諧波

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

　　逆變器和整流器在日常生活應用十分普及，而直流交流相互轉換，其中的電能質量問題卻往往被忽視。而這些質量問題可能造成財產損失甚至人生安全(如手機充電爆炸、汽車空調自燃等)。因此，對于電器的電能質量問題應當引起我們足夠的重視。