#申请原创# DC-DC转换器是将输入电源的直流电压电平转换为另一种直流电压电平的转换器。我们可以通过DC-DC 转换直接完成,也可以使用其他方式完成,比如将直流输入逆变为交流输出,然后使用升压或降压变压器对交流电压进行升压或降压后再整流回直流。当然这种转换直流电压电平的方法相对来说比较复杂。比较简单直接的方法是直接使用升压转换器或降压转换器来实现DC-DC转换。升压转换器的工作是提高输入电压,而降压转换器用于降低输入电压。 DC-DC转换器中有两种基本拓扑结构,即隔离式和非隔离式DC-DC转换器。隔离一词指的是DC-DC转换器的输入和输出与AC部分隔离。隔离式DC-DC转换器由逆变器、变压器和整流器三个主要部分组成。简单的降压和升压转换器不提供电流隔离—它们的输入和输出接地是相连的。对于某些应用,需要电流隔离,这可能是因为输入的不安全电压,为了防止循环接地电流,或者只是为了使输出可以配置为负电压输出。与降压和升压等效的隔离式拓扑是正激式转换器和反激式转换器,它们可以看作是将每种情况下的电感器转换为变压器,因此通过隔离绕组可以提供直流输出。隔离式 DC-DC 转换器更难完全调节,因为必须感测输出电压,并且误差信号需要通过隔离势垒传回初级以控制开关的占空比。当然有时不需要调节,例如如果直流输入稳定且恒定,那么只有负载变化才会影响输出调节。 当出于安全原因需要隔离时,PCB的间距和绝缘布置很复杂。通过隔离栅的爬电距离、电气间隙要求取决于所需的保护级别(例如基本、双重或增强)和其他参数,当然根据具体的应用,需要参考具体的行业标准,例如,用于医疗器械产品的应用需要比常规工业应用更大的间隔距离。 用于将直流输入电压转换为交流电压的逆变器,用于将交流电压升压或降压的变压器,最后是用于转换回所需直流电压的整流器。相反,非隔离式直流变换器的输入和输出没有与AC部分隔离。换句话说,非隔离式直流转换器将直流输入直接转换为直流输出。非隔离式DC-DC转换器有Buck、Boost、Buck-Boost转换器。隔离式转换器有推挽式、正激式、反激式、半桥式和全桥式转换器。 非隔离转换器中负责DC-DC转换的关键元器件是受控开关器件。当开关打开时;输入电压加载在负载两端,而开关两端的电压近似为零。相反,当开关关闭时,所有输入电压加载在开关两端。开关周期性地打开和关闭,从而产生脉动输出。然后输出通过滤波器,该滤波器可以提取脉动输出的直流平均值。然后,DC电压平均值就可以通过调整开关的开启和关闭时间控制,也就是占空比。理想情况下,功率损耗为零,因为输入功率等于输出功率。 DC-DC转换器的输入具有电流纹波,而其输出具有电压纹波。因此,输入端和输出端都需要滤波器。输出端的滤波器是消除纹波和以平均电压稳定输出所必需的。
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