DC/DC 转换器电路基础知识

　　DC/DC 转换器是工业使用中电力 和动力驱动研讨的一个首要方面。为了餍足多种使用的需要，首要的是依据请求来完成它们并懂得电路行动的纤细差异[1]。电压和电流瓜葛抉择均衡时期转换器电路的设想。影响这些值的要素有不少，包孕 中的电压纹波、 惹起的电流纹波、均衡状况等。　　一些基础的DC-DC变换器的电路图如图1所示。假如咱们子细视察这些电路，它们大多由半导体 、 、电感器、电容器和直流电源等基础电气元件构成。这些电路中这些基础元件的罗列和数目分歧，从而发生分歧的效果。电路阐发的普通计谋是建立并求解自力方程组，以肯定设想前提或求解基础变量。它还能够界说为肯定电路中每一个元件的电压和电流。

　　图 1. 基础 DC-DC 转换器电路图。
　　电路阐发实例
　　依据流经电感器的电流，DC/DC 转换器的运转能够分为两种分歧的模式 [3]。当电感器电流一直大于零时，称其事情在继续导通模式 (CCM) 下。在均匀电感器电流因为低开关频次或高负载电阻而较低的情况下，转换器被觉得在不继续导通模式（DCM）下运转。
　　首要的是要知道 CCM 是转换器的首选事情模式，由于它拥有进步服从、缩小无源器件元件数目以及无效应用半导体开关等好处。DCM 中的转换器操纵略微庞杂一些，而且需求静态操纵。这就需求肯定电感器的最小值，以便维持 CCM 模式下的运转。
　　为了简化电路阐发的复杂性，进行了一些类似。这包孕假定负载本质上是电阻性的，而且输入电压的直流重量是无纹波的。另外，在大多数情况下，电感器和电容器被认为是纯的，尽管它触及小纹波类似。　　思量降压-升压转换器的示例。从图 2 能够显然看出，输入电压的极性与输出电压的极性相同。考虑到电容器在半导体开关导通以前已完整充电，明显，一旦开关导通，开关两头的电压就即是电感器两头的电压。另外，输入电压与电容器两头的电压沟通。一旦开关封闭，电感器和电容器两头的电压巨细相称，但极性相同。

　　图 2.  (a) 开关关上和 (b) 开关封闭时的降压-升压转换器电路图。
　　降压-升压转换器的关头电压和电流波形如图 3 所示。子细视察这些波形，能够经由过程电流最大值和最小值的差别来肯定开关导通时电感器电流的回升。类似地，当开关不导通时，电感器电流的降低由最小和最大电感器电流值的差肯定。输出和输入电压之间的瓜葛以下：　VO=D/(1?D).VS　　

    此中 D 是占空比。

　　图 3. 降压- 升压转换器的输出电流、二极管电流、电感器电流和电感器两头电压的波形。EETech 的抽象财富
　　另外，基于最小电感器电流的方程以及该值必需为零以维持 CCM 操纵的究竟，能够估量电感的最小值。需求注重的是，当占空比小于 0.5 时，降压升压转换器充任降压转换器，而当占空比大于 0.5 时，它充任升压转换器。当占空比刚好为0.5时，输入电压值与输出电压值沟通。
　　要点
　　电路阐发是懂得完成和转换器输入的一个关头方面，由于它触及经由过程计算来研讨种种电量，比方节点电压和环路电流。
　　电路阐发的普通计谋是建立并求解自力方程组，以肯定设想前提或求解基础变量。
　　CCM 是转换器的首选操纵模式，由于它拥有进步服从、缩小无源器件元件数目以及无效应用半导体开关等好处。