前言

?DC-DC變換器的應用場景為：

移動電子設備供電。其中包括，DC/DC開關電源與LDO線性電源。

高效LED電源。

功率優化器。如功率跟蹤器。

與高頻變壓器結合。

分類

主要分為隔離性與非隔離型，其中從應用層面，隔離性的用電較多。

非隔離型從升壓到降壓依次為：Boost，Buck-Boost，Boost-Buck（Cuk），Sepic，Zeta，Buck。

隔離型從升壓到降壓依次為：正激Forward，反激Fly-back，推挽Push-pull，橋式Bridge。

DC-DC變換器的結構

斬波與占空比

每個開關周期，導通時間，關斷時間為，占空比為，則：

Buck電路

根據功率守恒，Buck為降壓變換器，肯定會升流。

電容電流公式為，因此電容電壓突變會引起大的電流，因此，需要電感。

電感電壓公式為，因此電感電流突變會引起大的電壓，因此，需要續流二極管續流。

電壓源的輸出不能直接并聯電容，電流源的輸出不能直接串聯電感。

推導過程如下圖所示：

通過單刀單擲開關，控制其開合，來進行斬波。在負載處并聯電感使其穩定負載電壓。在開關導通時，會使得電容電壓突變（由0增加到電源電壓），進而使得產生較大的電流，因此為保護電路，在電壓源與電容之間串聯電感，來應對電流沖擊。當開關斷開時，由于電感的電流不能突變，因此需要增加續流二極管進行續流。最后用用功率半導體器件來替換單刀雙擲開關。

?

總結：當S導通時，由電源向電容與負載進行供電；當S斷開時，由電感向負載供電。

?Boost電路

由于升壓不好設計，那么根據功率守恒可以設計降流變換器。

輸出電流平均值：

則輸出電壓為：

推導過程如下圖所示：

通過控制單刀單擲開關的閉合來進行降流。通過電感與電壓源的串聯，來構造出電流源。在負載處并聯電感使其穩定負載電壓。在開關閉合時會使得電容電壓突變（由電源電壓降為0）產生大電流。為防止電容短路，更換為單刀雙擲開關，使其電容不短路。最后將其替換為功率半導體器件。

?總結：當S閉合時，電源為電感充電，負載由電容供電；當S斷開時，由電源與電感同時為負載與電容供電。

?Buck-Boost電路

如圖所示，把Buck與Boost用級聯的方式進行連接，通過控制其占空比（即功率半導體開關的頻率）來進行升降壓。

?化簡：在低頻時，L1+L2與L1，L2，C1所構成的頻率響應是相同的，在高頻則不同。具體推導過程提示（過程較為復雜，知道結論即可）：傳單函數，然后級數展開，然后pade多項式只保留第一項。

如圖所示，用L=L1+L2，替代LCL網絡。

?去掉S2，D2后即為化簡過后的Buck-Boost電路。

?Buck，Boost，Buck-Boost電路之間的聯系

Boost-Buck電路

總結

以上是生活随笔為你收集整理的DC-DC（直流-直流）变换器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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