前言

?DC-DC變換器的應(yīng)用場景為：

移動(dòng)電子設(shè)備供電。其中包括，DC/DC開關(guān)電源與LDO線性電源。

高效LED電源。

功率優(yōu)化器。如功率跟蹤器。

與高頻變壓器結(jié)合。

分類

主要分為隔離性與非隔離型，其中從應(yīng)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(jié)構(gòu)

斬波與占空比

每個(gè)開關(guān)周期，導(dǎo)通時(shí)間，關(guān)斷時(shí)間為，占空比為，則：

Buck電路

根據(jù)功率守恒，Buck為降壓變換器，肯定會(huì)升流。

電容電流公式為，因此電容電壓突變會(huì)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(huì)引起大的電壓，因此，需要續(xù)流二極管續(xù)流。

電壓源的輸出不能直接并聯(lián)電容，電流源的輸出不能直接串聯(lián)電感。

推導(dǎo)過程如下圖所示：

通過單刀單擲開關(guān)，控制其開合，來進(jìn)行斬波。在負(fù)載處并聯(lián)電感使其穩(wěn)定負(fù)載電壓。在開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，會(huì)使得電容電壓突變（由0增加到電源電壓），進(jìn)而使得產(chǎn)生較大的電流，因此為保護(hù)電路，在電壓源與電容之間串聯(lián)電感，來應(yīng)對電流沖擊。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，由于電感的電流不能突變，因此需要增加續(xù)流二極管進(jìn)行續(xù)流。最后用用功率半導(dǎo)體器件來替換單刀雙擲開關(guān)。

?

總結(jié)：當(dāng)S導(dǎo)通時(shí)，由電源向電容與負(fù)載進(jìn)行供電；當(dāng)S斷開時(shí)，由電感向負(fù)載供電。

?Boost電路

由于升壓不好設(shè)計(jì)，那么根據(jù)功率守恒可以設(shè)計(jì)降流變換器。

輸出電流平均值：

則輸出電壓為：

推導(dǎo)過程如下圖所示：

通過控制單刀單擲開關(guān)的閉合來進(jìn)行降流。通過電感與電壓源的串聯(lián)，來構(gòu)造出電流源。在負(fù)載處并聯(lián)電感使其穩(wěn)定負(fù)載電壓。在開關(guān)閉合時(shí)會(huì)使得電容電壓突變（由電源電壓降為0）產(chǎn)生大電流。為防止電容短路，更換為單刀雙擲開關(guān)，使其電容不短路。最后將其替換為功率半導(dǎo)體器件。

?總結(jié)：當(dāng)S閉合時(shí)，電源為電感充電，負(fù)載由電容供電；當(dāng)S斷開時(shí)，由電源與電感同時(shí)為負(fù)載與電容供電。

?Buck-Boost電路

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

?化簡：在低頻時(shí)，L1+L2與L1，L2，C1所構(gòu)成的頻率響應(yīng)是相同的，在高頻則不同。具體推導(dǎo)過程提示（過程較為復(fù)雜，知道結(jié)論即可）：傳單函數(shù)，然后級數(shù)展開，然后pade多項(xiàng)式只保留第一項(xiàng)。

如圖所示，用L=L1+L2，替代LCL網(wǎng)絡(luò)。

?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(lián)系

Boost-Buck電路

總結(jié)

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(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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