DC-DC变换器原理

DC-DC变换器原理 DC/DC Converter Principle

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为直流电源使用呢，对于对电压没有准确要求的微、小型用电设备是可以的，如计算器、玩具等。太阳电池输出电压取

大小与光照强度直接有关，不能直接作为正规电源使用。通过DC-DC变换器可以把太阳电池输出的直流电转换成稳定

是直流——直流变换器，是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，下面就其原理作简单介绍。

这样画风景不真实，但是很美

)工作方式，基本原理是通过开关管把直流电斩成方波（脉冲波），通过调节方波的占空比（脉冲宽度与脉冲周期之比）

1左上部是一个斩波基本电路，Ud是输入的直流电压，V是开关管，UR是负载R上的电压，开关管V把输

T，在V导通时输出电压等于Ud，导通时间为ton，在V关断时输出电压等

1下部绿线为连续输出波形，其平均电压如红线所示。改变脉冲宽度即可改变输

UR1）较高；在时间t1 后脉冲变窄，平均电压（UR2）降低。固定方波周期T不变，改变占空比调节输出电

Buck变换器。

图1 DC-DC变换基本原理

2是加有LC滤波的电路，L是滤波电感、C2是滤波电容、D是续流二极管。当V导通时， L与C2蓄

R输电， L通过D向负载R输电。输出方波选用的频率较高，一般是数千赫兹至几十千赫兹，故电感体积很小，输

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电路。图绿线为斩波后的输出波形，方波的周期为波电压的平均值与占空比成正比。图均电压（输出电压比输入电压低，称之为降压斩波电路或滤波电路，图

图2 降压型DC-DC变换电路

为0至1。

，当开关管V导通时，电流通过电感L时会在L中存储能量，此时负载上的电压由C2提供，当开关管V关断时，电

产生的电压相加，故提高了输入电压。

图3 升压型DC-DC变换电路

输出电压UR= Ud/（1-D），D是占空比，值必须小于1。

，为了减小输出电压的波纹，通常采用多通道多重化并联升压型变换电路，图4是三通道多重化并联升压型变换电路。

前面介绍的单通道升压斩波电路相同；L2、V2、D2组成通道2，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路

原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同。三个通道开关周期相同、通断时间相同，关键是三个开关管通断时间必

多通道并联电路可增大输出电流。

图4 多通道并联升压型DC-DC变换电路

里就不介绍了，具体电路与应用等请查阅其他书籍或资料。

小型变换器中应用较多。在下面介绍双象限、四象限电路。

图5，W1与W2圈数都为N1，构成一个有中间抽头的线圈，作为输出变压器的初级，W3与W4圈数都为N2，构成

次级，V1与V2交替导通，在次级就会感生电压，经全波整流后滤波到负载。变压器两侧电压之比为N1与N2之比，

且变压器把太阳电池与用户隔离开来，有利于系统的安全。有关细节请查阅其他书籍或资料。

图5 推挽式变换电路

，但开关管要承受两倍的输入电压，一般只在微、小型变换器中使用。

图6 单相全桥变换电路

容C，4个开关晶体管T1、T2、T3、T4，4个开关管的保护二极管（续流二极管）D1、D2、D3、D4，输出交流电

与图8是输出正向与负向电流流向图，为清晰起见把电路简化，只保留主要器件。

在负载R上有正向电流通过，输出正向电压，见图7。

图7 单相全桥方波正向输出

在负载R上有负向电流通过，输出负向电压，见图8。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9b22.html