電力電子系統(tǒng)是我們每天使用的大量設(shè)備中不可或缺的一部分。移動電話和筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備如果沒有被稱為轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵電力電子組件,就無法正常工作。

　　由于這些復(fù)雜設(shè)備中存在大量的子電路,需要滿足與電池或為設(shè)備供電的交流電源不同的不同電壓要求。這就是直流直流轉(zhuǎn)換器可用的地方,根據(jù)圖1所示的需求,提供了提高或降低電壓的方法。

　　這也補償了當(dāng)電池電壓減少由于能量流失,使系統(tǒng)更有效,更具成本效益,緊湊[1]。繼續(xù)閱讀,以了解更多關(guān)于DC-DC轉(zhuǎn)換器的歷史,他們?nèi)绾喂ぷ?以及他們?nèi)绾螏椭⒕薮蟮南到y(tǒng)。

　　直流-直流轉(zhuǎn)換器的歷史

　　在半導(dǎo)體技術(shù)處于初始階段時,通過使用振動器、升壓變壓器和整流器組件將直流電源電壓中間轉(zhuǎn)換為交流電壓,將直流電源電壓轉(zhuǎn)換為更高電壓。這對于低功率應(yīng)用是可行的。

　　然而,為了更大的電力應(yīng)用,需要一個電動機來驅(qū)動適當(dāng)電壓的發(fā)電機。事實證明,這些過程花費了大量的時間用于設(shè)置過程,所涉及的成本過高,而且總體上效率較低。

　　隨著半導(dǎo)體器件和集成電路的興起,轉(zhuǎn)換電路可以有效地設(shè)計和實現(xiàn),因為這些元件是緊湊的,經(jīng)濟上可行的,而且容易使用。最大的優(yōu)勢是能夠使用固態(tài)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換來設(shè)計節(jié)能工藝,而不是古老的以熱形式耗散多余能量的方法。

　　什么是功率轉(zhuǎn)換器?

　　功率轉(zhuǎn)換器是一種在連續(xù)基礎(chǔ)上將一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的設(shè)備。有幾個這樣的裝置具有不同程度的復(fù)雜性、可靠性和性能[2]。此外,電力轉(zhuǎn)換機制可以發(fā)生各種形式,包括機械,化學(xué)和電氣過程.

　　對于電力電子系統(tǒng)中的應(yīng)用,最好能夠使用電氣過程進行動態(tài)能量轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器。通常用于這一目的的組件包括開關(guān)和諸如電感器、電容器和變壓器等無源元件。為了減少可能的電力損失,避免使用電阻器。這些組件的連接方式取決于所需的功率轉(zhuǎn)換方法。

　　最簡單的功率轉(zhuǎn)換形式是將一個數(shù)量級、相位和頻率的多相交流電壓轉(zhuǎn)換為另一個數(shù)量級、相位和頻率。從這個意義上說,直流輸入或輸出可以被看作是零相位和頻率的交流。

　　直流直流轉(zhuǎn)換器是一種電子電路,它可以根據(jù)需要將直流電流從一個電壓電平轉(zhuǎn)換到另一個電壓電平。這種電力轉(zhuǎn)換器能夠在從電池等極低功率到大型高壓電力傳輸系統(tǒng)等大功率的大功率范圍內(nèi)運行。

　　圖2顯示了一些直流-DC轉(zhuǎn)換器電路成品樣品。直流直流轉(zhuǎn)換器可以有效地從一個可能或不可能控制到恒定或可變負(fù)載的源產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓,從而確保除了所需的電壓水平變化之外,還能確保適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)調(diào)節(jié)。

　　根據(jù)應(yīng)用程序的不同,轉(zhuǎn)換電路可能僅由一個開關(guān)、一個電感器和一個電容器組成,或者由于使用集成成特定方式的多個組件來實現(xiàn)所需的功率轉(zhuǎn)換而可能是復(fù)雜的。

　　高級別操作原則

　　直流-直流轉(zhuǎn)換電路采用高頻功率轉(zhuǎn)換,使用開關(guān)和其他無源元件消除開關(guān)噪聲,從而調(diào)節(jié)輸出電壓。儲能元件的布置由提升或遞減要求和手邊的應(yīng)用決定。

　　直流驅(qū)動的振蕩器可以用來驅(qū)動簡單的雙電容器電壓乘數(shù)網(wǎng)絡(luò)、飛行電容器電壓轉(zhuǎn)換器、雙定線充電泵或與整流器網(wǎng)絡(luò)一起的升壓變壓器。這就是大多數(shù)電子直流直流轉(zhuǎn)換器的操作方式。

　　直流-DC轉(zhuǎn)換電路運行的基本思想是,電路中使用的電感和電容器應(yīng)該以某種方式形成一個低通濾波網(wǎng)絡(luò)。這有助于最小化或消除可能疊加的交流波紋或其他組件的輸出電壓形成的開關(guān)行動。

　　主要措施

　　功率轉(zhuǎn)換器是一種在連續(xù)基礎(chǔ)上將一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的設(shè)備。

　　直流直流轉(zhuǎn)換器是一種電子電路,它可以根據(jù)需要將直流電流從一個電壓電平轉(zhuǎn)換到另一個電壓電平。

　　直流-直流轉(zhuǎn)換電路采用高頻功率轉(zhuǎn)換,使用開關(guān)和其他無源元件消除開關(guān)噪聲,從而調(diào)節(jié)輸出電壓。

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