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技術專題
直流與交流電流設計
在電子領域，在直流和交流電流設計方面，我個人也有偏見。使用AC（交流電）似乎很令人興奮，但我更喜歡使用DC（直流電）電路。但是，我無法按自己的意愿選擇項目，這意味著我必須相對舒適地使用兩種類型的設計。讓我們看一下這兩種電路設計樣式，以及每種樣式的一些注意事項。
直流與交流電流
您應該熟悉DC和AC的機制，但是這里是一個復習：
圖表上的DC與AC電流
DC從永久固定的電源正極端子流到電源負極端子。在電池，USB以及充電適配器輸出的電流中都可以看到這樣的例子。在圖表上，DC由水平的扁線表示。
同時，交流電是電源正負極逐漸切換的結果。當端子改變狀態時，電流的流向減小并反向。AC通過圖表上的正弦波反射。直流電和交流電在塑造電氣和電子系統方面都起著重要作用，盡管方式不同。直流電通常出現在通常涉及半導體組件的低壓電子產品中。
交流電通常用于大功率傳輸系統。例如，您家中的輸電網和電源插座將有交流電通過它們。使用交流電比直流電更經濟。使用變壓器，可以多次提高交流電壓，同時大大降低電流以最大程度地降低功率損耗。
直流和交流電路中組件的行為方式不同
電感器和電容器在直流和交流電路中的行為不同。
就像對DC所做的那樣，進行AC電路設計是錯誤的，反之亦然。某些組件在交流電和直流電通過時會顯示不同的特性。在直流電路中表現為短路的電感器阻止交流電路中的電流流動。
在直流電路中被視為開路的電容器允許交流電流通過。交流電通過時，電容器和電感器的這些行為的變化在電路分析中引入了新的變量。
如果電路純粹由直流電流組成，則只需考慮電阻。但是，AC均值計算必須包括電路中電感器和電容器貢獻的阻抗。這些組件也可能改變交流電路中電壓和電流之間的相量差。對于電感器，電流使電壓滯后90度，對于電容器，反之亦然。
直流與交流電流設計中的挑戰
安全性對于高功率交流設計至關重要。
兩種類型的電流都面臨著自己的挑戰。僅僅因為我對使用DC感到更自在，并不意味著它比AC更容易。DC通常是在低壓電路中產生的，例如主板，智能手表或無人機控制器。
盡管DC的公式更簡單，但仍然存在可能影響設計的挑戰。您需要關注諸如發熱點，EMI和DC返回路徑之類的問題。當幾條帶有DC的走線匯聚時，導體需要足夠大以承受電流。由于從事DC工作的設計人員習慣于“低功耗”設計，因此很容易忽略容納PCB上電流所需的走線寬度。
返回路徑也是DC設計中的重要因素。您需要可視化電流如何從組件中流動和返回，以防止噪聲耦合到敏感電路中。
由于交流電在大功率設計和應用中越來越普遍，因此安全性是首要任務。在交流電路中，您需要熟悉帶電（L），中性（N）和接地（E）的功能。切勿將這些端子短路，無論是否有意短路。人與L的接觸可能致命，有時還可能由于N端子配置不當而造成的。