DC-DC轉(zhuǎn)換器是在現(xiàn)代電源管理系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的基本電子電路,其主要功能是將直接電流源(DC)的電壓從一個(gè)級(jí)別轉(zhuǎn)換到另一個(gè)級(jí)別,確保向各種電子裝置和系統(tǒng)提供穩(wěn)定和高效的電源。在輸入電壓水平因電池隨著時(shí)間的推移釋放或負(fù)荷條件變化等因素而可能波動(dòng)的應(yīng)用中,DC-DC轉(zhuǎn)換器保持一個(gè)不變的輸出電壓,為系統(tǒng)部件提供可靠的電力。DC-DC轉(zhuǎn)換器的一大優(yōu)勢(shì)是其超級(jí)電源轉(zhuǎn)換效率。通過轉(zhuǎn)換技術(shù),它們可以最大限度地減少與阻力元素(例如變壓器或線性調(diào)控器)有關(guān)的電力損失,這些電源通常產(chǎn)生熱能和廢能。這可以提高便攜式裝置的總體效率和電池壽命。此外,DC-DC轉(zhuǎn)換器還提供提高電壓水平或降低電壓水平的靈活性,允許電子系統(tǒng)高效的電源分配管理。它們還可以提供電流隔離,分離輸入和輸出場(chǎng),以減少地面循環(huán)的風(fēng)險(xiǎn),保護(hù)敏感部件不受電壓釘和噪音的影響。

DC-DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)值得注意的特點(diǎn)是其精確的電壓監(jiān)管。 一些轉(zhuǎn)換器可以在小范圍內(nèi)保持輸出電壓的準(zhǔn)確性,通常偏差小于1%。 這一精確度對(duì)于確保需要穩(wěn)定電源的電子裝置和系統(tǒng)的適當(dāng)運(yùn)行至關(guān)重要。

DC-DC轉(zhuǎn)換器具有各種地形和配置,滿足廣泛的應(yīng)用和動(dòng)力要求,可以設(shè)計(jì)成獨(dú)立裝置,融入更大的電力管理系統(tǒng),或嵌入微處理器或微控制器等個(gè)別部件。

Types of DC-DC Converters

DC-DC轉(zhuǎn)換器有幾種類型,每種類型都有獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)學(xué)和特性。這些結(jié)構(gòu)學(xué)可大致分為兩類:非孤立和孤立的轉(zhuǎn)換器。非孤立轉(zhuǎn)換器在輸入和輸出之間有著共同點(diǎn),而孤立轉(zhuǎn)換器則提供輸入和輸出基之間的熱電量隔離。在討論中,我們將側(cè)重于非孤立轉(zhuǎn)換器,這些轉(zhuǎn)換器又被進(jìn)一步分為若干共同結(jié)構(gòu):

Buck 轉(zhuǎn)換器( Step- Down 轉(zhuǎn)換器): 這樣可以將輸入電壓降為低輸出電壓, 同時(shí)增加輸出電流 。 它使用一系列開關(guān)、 感應(yīng)器和電容器來調(diào)節(jié)輸出電壓, 通過調(diào)整開關(guān)的值勤周期來調(diào)節(jié)輸出電壓 。 Buck 轉(zhuǎn)換器通常用于需要比輸入電源低的電壓的應(yīng)用程序, 如電池動(dòng)力裝置和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的電壓調(diào)控等 。

推進(jìn)轉(zhuǎn)換器( Step- Up 轉(zhuǎn)換器) : 這樣可以將輸入電壓提升到更高的輸出電壓, 同時(shí)降低輸出電流 。 它使用開關(guān)、 感應(yīng)器和電容器管理能源轉(zhuǎn)移, 從而增加輸出電壓 。 推動(dòng)轉(zhuǎn)換器通常用于需要高于輸入電源的輸出電壓的應(yīng)用中, 比如電動(dòng) LED 驅(qū)動(dòng)器或便攜式設(shè)備的電壓增強(qiáng)器 。

Buck-Boost 轉(zhuǎn)換器: 這是一個(gè)多功能的地形學(xué), 可以根據(jù)開關(guān)的值勤周期, 加速或降低輸入電壓。 這種地形學(xué)結(jié)合了硬塊和推力轉(zhuǎn)換器的元素, 使之適合不同輸入電壓的應(yīng)用, 或當(dāng)需要升級(jí)和下調(diào)轉(zhuǎn)換時(shí)。 Buck- 加速轉(zhuǎn)換器被用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)和電池動(dòng)力裝置等應(yīng)用, 其電壓水平波動(dòng)不定 。

uk 轉(zhuǎn)換器:這是一個(gè)先進(jìn)的地形學(xué),可以提供低輸入和低輸出電壓的遞增和遞減電壓轉(zhuǎn)換,在一種獨(dú)特的安排中采用電導(dǎo)器和電容器的組合,導(dǎo)致與其他非孤立轉(zhuǎn)換器相比效率高、性能改進(jìn)。 uk 轉(zhuǎn)換器用于需要低輸出電壓波和高效率的電力供應(yīng)設(shè)計(jì),例如敏感的模擬或混合信號(hào)電路。

SEPIC轉(zhuǎn)換器(Sing-Enter-Prial-Ingentor 轉(zhuǎn)換器):這是一個(gè)多功能的表層學(xué),既可以進(jìn)行遞升,也可以進(jìn)行遞降電壓轉(zhuǎn)換,它具有若干優(yōu)勢(shì),包括連續(xù)輸入和輸出流,即使輸入電壓接近或等于輸出電壓,也有能力保持穩(wěn)定的輸出電壓。 SEPIC轉(zhuǎn)換器適合于需要靈活的電壓轉(zhuǎn)換的應(yīng)用,而輸入電流或輸出電流的干擾最小,例如汽車電源和充電器。

Zeta 轉(zhuǎn)換器:這是一個(gè)不太常見的地形學(xué),它與SEPIC轉(zhuǎn)換器具有類似的功能,因?yàn)樗瓤梢约铀匐妷恨D(zhuǎn)換,也可以逐步下調(diào)電壓轉(zhuǎn)換;它使用一種獨(dú)特的電導(dǎo)器、電容器和開關(guān)安排,從而產(chǎn)生高效和靈活性;Zeta轉(zhuǎn)換器用于需要精確電壓調(diào)節(jié)和各種輸入和輸出電壓的應(yīng)用,例如電信電源或電池管理系統(tǒng)。

每一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器地形學(xué)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)和權(quán)衡。為特定應(yīng)用選擇合適的轉(zhuǎn)換器類型取決于具體要求,如投入和輸出電壓水平、效率、負(fù)載調(diào)節(jié)和大小限制。 熟悉各類DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)于從事電力電子工作的工程師和設(shè)計(jì)師至關(guān)重要,因?yàn)樗兄谒麄冞x擇最合適的轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。

責(zé)任編輯：彭菁