直流-直流(DC-DC)變換電路

直流-直流(DC-DC)變換電路,可以將一種直流電源經(jīng)過(guò)變換電路后輸出另一種具有不同輸出特性的直流電源,可以是一種固定電壓或可調(diào)電壓的直流電。按照電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同,DC-DC變換電路可以分成兩種形式,不帶隔離變壓器的DC-DC變換電路和帶隔離變壓器的DC-DC變換電路。其中,在實(shí)際應(yīng)用中使用最多的當(dāng)屬帶隔離變壓器的DC-DC變換電路。

不帶隔離變壓器的DC-DC變換電路又稱為直接直流變換電路,也是常說(shuō)中的直流斬波電路,它的功能是將直流電直接變換為另一種固定電壓或可調(diào)電壓的直流電,其中輸入與輸出之間不進(jìn)行隔離。這種形式的直流變換電路包括:降壓(Back)變換電路、升壓(Boost)變換電路、升降壓(Back-Boost)電路、丘克(Cuk)變換電路等,如圖1所示。
帶隔離變壓器的DC-DC變換電路又稱為間接直流變換電路,它是在變換電路中增加了交流環(huán)節(jié),在交流環(huán)節(jié)中增加了變壓器,實(shí)現(xiàn)了輸入與輸出之間的隔離。因此也稱帶隔離變壓器的DC-DC變換電路為直-交-直變換電路。這種形式的直流變換電路包括:反激式(Flyback)變換電路、正激式(Forward)變換電路、推挽式(Push-Pull)變換電路、橋式(Bridge)變換電路等,如圖1所示。
其中,降壓(Buck)和升壓(Boost)變換電路是最基本的兩種電路拓?fù)湫问?。DC-DC變換電路的主要功能是變換直流電壓等級(jí),隔離變壓器則根據(jù)實(shí)際需要選取,它基本的作用是實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的隔離,也可以更好的保護(hù)電路。
在實(shí)際應(yīng)用中,無(wú)論選取哪一種DC-DC變換電路,主回路使用的元件均是半導(dǎo)體器件,如電感(L)、電容(C),電感、電容是儲(chǔ)能元件。目前使用的開關(guān)器件主要有IGBT、MOSFET以及二極管等。DC-DC變換電路的基本原理是通過(guò)控制開關(guān)器件的通斷,使帶有濾波器的負(fù)載線路與直流電源一會(huì)接通,一會(huì)斷開,進(jìn)而可以在負(fù)載上得到另一等級(jí)的直流電壓。
舉個(gè)例子看下效果:下面是不帶隔離變壓器的降壓(Buck)變換電路,實(shí)現(xiàn)直流電200V到50V的降壓變化。其中,輸入直流電壓Ud=200V,根據(jù)圖2 和圖3可以看出,經(jīng)過(guò)降壓變換電路后,輸出電壓Uo=50V。


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參考文獻(xiàn):
電力電子技術(shù)第5版-王兆安、劉進(jìn)軍
電力電子應(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真-林飛、杜欣