直流轉(zhuǎn)換器是什么:
直流轉(zhuǎn)換器也稱為DC-DC轉(zhuǎn)換器或直流變壓器,是電能轉(zhuǎn)換的電路或是機電設備,可以將直流(DC)電源轉(zhuǎn)換為不同電壓的直流(或近似直流)電源。其功率范圍可以從很。ㄐ〉碾姵兀┑椒浅4螅ǜ邏弘娫崔D(zhuǎn)換)。有些直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和輸入電壓有相同的參考點,而有些直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是和輸入電壓隔離。
電子型轉(zhuǎn)換器:
實際應用的電子式直流轉(zhuǎn)換器會使用開關切換的技術。直流-直流的開關電源可以將能量暫時儲存,再透過輸出電壓釋放,可以將直流電壓轉(zhuǎn)換為較高或是較低電壓的直流電。能量的儲存可以儲存在電場(電容器)或是磁場(電感器或是變壓器)。這種轉(zhuǎn)換方式可以昇壓也可以降壓,切換式的轉(zhuǎn)換效率可以到75%~98%,比線性電壓調(diào)節(jié)器(會將不需要的能量以熱的方式消耗)的效率要好。為了效率考量,其中的半導體元件開啟或關閉的速度要相當快,不過因為有快速的暫態(tài),加上電路布局上會有的雜散元件,讓電路的設計更有挑戰(zhàn)性。開關電源的高效率減少了散熱片的大小或體積,也提升了便攜式設備用電池供電時,可以運作的時間。在1980年代后期,因為功率級場效應管的出現(xiàn),可以在較高頻率下有比功率級雙極性晶體管更低的切換損失,因此效率也可以進一步的提升,而且場效應管的驅(qū)動電路也比較簡單。 另一個開關電源的重要突破是用功率級場效應管的同步整流技術代替飛輪二極管,其導通電路較低,也可以降低切換損失。在功率半導體廣為應用之前,低功率的直流-直流同步整流器中包括一個機電式的震蕩器,震蕩后的電透過降壓變壓器,輸出給真空管、半導體整流器、或是和震蕩器連接的同步整流器。
大部分的直流-直流轉(zhuǎn)換器也會將輸出的電壓進行穩(wěn)壓,不過也有些例外,像是高效率的LED驅(qū)動電路是調(diào)節(jié)給LED電流的直流-直流轉(zhuǎn)換器,還有簡單的電荷泵,是將輸出電壓加大為原來的二倍或三倍。
直流-直流轉(zhuǎn)換器也可以配合光伏陣列或風力發(fā)動機使用,目的是要讓收集到多的能量,這類設備稱為電源優(yōu)化器。
直流轉(zhuǎn)換器的分類:
1、功能分類:升壓轉(zhuǎn)換器:將一個較低電壓(范圍或定值)變換為另一個較高電壓(可變或定值)的電壓轉(zhuǎn)換器,如輸入12V(輸入電壓范圍:10V-15V)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出48V;降壓轉(zhuǎn)換器:將一個較高電壓(范圍或定值)變換為另一個較低電壓(可變或定值)的電壓轉(zhuǎn)換器,如輸入48V(輸入電壓范圍:40V-60V)經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出12V;升降壓轉(zhuǎn)換器:同時能將一個電壓(范圍或定值)變換為較低或較高電壓(可變或定值)的電壓轉(zhuǎn)換器,如輸入48V(輸入電壓范圍:40V-60V)經(jīng)轉(zhuǎn)換后可以輸出12V,也可以輸出72V;
2、隔離性能分類:非隔離轉(zhuǎn)換器:輸入輸出之間具有一條直流路徑,輸入輸出共地,結構簡單,成本低,效率高,安全性能差;隔離轉(zhuǎn)換器:輸入和輸出之間進行電氣隔離,消除直流路徑,輸入輸出不共地,結構復雜,成本高,效率相對非隔離有所降低,可靠性高;
3、控制需求分類:PWM控制型轉(zhuǎn)換器:效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲;PFM控制型轉(zhuǎn)換器:即使長時間使用,尤其小負載時具有耗電小的優(yōu)點;PWM/PFM控制型轉(zhuǎn)換器:小負載時實行PFM控制,且在重負載時自動轉(zhuǎn)換到PWM控制;
4、輸出需求分類:單路輸出型轉(zhuǎn)換器:經(jīng)轉(zhuǎn)換輸出的電壓和電流只是一組固定的值;多路輸出型轉(zhuǎn)換器:經(jīng)轉(zhuǎn)換輸出的電壓和電流可以是多組不同的值。