電力電子系統(tǒng)構(gòu)成了我們每天使用的大量設(shè)備中必不可少的一部分。如果沒有關(guān)鍵的電源電子組件稱為轉(zhuǎn)換器，便攜式電子設(shè)備（例如手機(jī)和筆記本電腦）無法正常運(yùn)行。

由于這些復(fù)雜設(shè)備中存在大量的子電路，因此需要滿足與為設(shè)備供電的電池或交流電源不同的各種電壓要求。這是DC-DC轉(zhuǎn)換器派上用場的地方，并提供了根據(jù)圖1所示的要求，根據(jù)需求逐步降低電壓。

DC-DC轉(zhuǎn)換器的升級和降低功能

圖1。DC -DC轉(zhuǎn)換器的升級和降低功能。圖像由 硬件bey提供當(dāng)電池電壓因能量耗盡而降低時，這也可以補(bǔ)償系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)更有效，成本效益和緊湊[1]。繼續(xù)閱讀以了解有關(guān)DC-DC轉(zhuǎn)換器的歷史，它們的工作方式以及如何幫助構(gòu)建巨大系統(tǒng)的更多信息。

DC-DC轉(zhuǎn)換器的歷史

當(dāng)半導(dǎo)體技術(shù)處于初始階段時，通過使用振動器，升壓變壓器和整流器組件將直流電流（DC）電源電壓轉(zhuǎn)換為更高電壓。這對于低功率應(yīng)用是可行的。

但是，對于高功率應(yīng)用，需要電動機(jī)來驅(qū)動合適的電壓的發(fā)電機(jī)。事實證明，這樣的過程會花費(fèi)大量時間進(jìn)行設(shè)置程序，涉及高昂的成本，并且總體上效率較低。

隨著半導(dǎo)體設(shè)備和集成電路的興起，可以在組件緊湊，經(jīng)濟(jì)可行且易于使用的情況下進(jìn)行有效設(shè)計和實施轉(zhuǎn)換電路。的優(yōu)勢是能夠使用固態(tài)開關(guān)模式轉(zhuǎn)換設(shè)計節(jié)能過程，而不是以熱量形式消散多余能量的古老方法。

什么是電源轉(zhuǎn)換器？

功率轉(zhuǎn)換器是一種連續(xù)將一種能量轉(zhuǎn)換為另一種能量的設(shè)備。有幾種此類設(shè)備，具有不同程度的復(fù)雜性，可靠性和性能[2]。同樣，功率轉(zhuǎn)換機(jī)制可以以各種形式發(fā)生，包括機(jī)械，化學(xué)和電氣過程。

對于電力電子系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠使用電氣過程動態(tài)執(zhí)行能量翻譯的轉(zhuǎn)換器。通常用于此目的的組件包括開關(guān)以及電感，電容器和變壓器等被動組件。避免使用電阻以減少可能的功率損失。這些組件互連的方式取決于所需的冪翻譯方法。

功率轉(zhuǎn)換的簡單形式是將一個幅度，相和頻率的多相交流電壓轉(zhuǎn)換為另一個大小，相位和頻率。從這個意義上講，DC輸入或輸出可以被視為零相和頻率的AC。

DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種電子電路，可根據(jù)要求促進(jìn)直流電流從一個電壓級別轉(zhuǎn)換為另一個電壓水平。該電力轉(zhuǎn)換器能夠以廣泛的功率水平從非常低的功率（例如電池）到非常大的功率，例如大型高壓發(fā)電系統(tǒng)。

一些樣品DC-DC轉(zhuǎn)換器電路成品如圖2所示。DC-DC轉(zhuǎn)換器可以從可能控制或可能無法控制到恒定或可變負(fù)載的源中有效地產(chǎn)生受調(diào)節(jié)的電壓，從而確保除所需的電壓級別變化外，還可以確保適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)調(diào)節(jié)。

DC-DC轉(zhuǎn)換器

圖2。 樣品DC-DC轉(zhuǎn)換器。圖像用 XP Power提供根據(jù)應(yīng)用程序的不同，轉(zhuǎn)換器電路可能僅由一個開關(guān)，一個電感器和一個電容器組成，或者由于使用將多個組件集成到特定方式中以實現(xiàn)所需的功率轉(zhuǎn)換而可能很復(fù)雜。

操作原則

DC-DC轉(zhuǎn)換器電路使用開關(guān)和其他被動組件采用高頻轉(zhuǎn)換來消除開關(guān)噪聲，從而調(diào)節(jié)輸出電壓。儲能元素的排列由逐步或逐步要求以及手頭應(yīng)用確定。

DC驅(qū)動的振蕩器可用于驅(qū)動簡單的二極管電容器電壓乘數(shù)網(wǎng)絡(luò)，飛行電容器電壓轉(zhuǎn)換器，二極管驅(qū)動式電荷泵或升壓變壓器以及整流器網(wǎng)絡(luò)[3]。這些是大多數(shù)電子DC-DC轉(zhuǎn)換器運(yùn)行的方式。

DC-DC轉(zhuǎn)換器電路操作的基本思想是電路中使用的電感器和電容器應(yīng)以某種方式形成低通濾網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。這有助于地減少或消除由于切換動作而形成的輸出電壓的AC波紋或其他組件的可能疊加。

關(guān)鍵要點(diǎn)

功率轉(zhuǎn)換器是一種連續(xù)將一種能量轉(zhuǎn)換為另一種能量的設(shè)備。

DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種電子電路，可根據(jù)要求促進(jìn)直流電流從一個電壓級別轉(zhuǎn)換為另一個電壓水平。

DC-DC轉(zhuǎn)換器電路使用開關(guān)和其他被動組件采用高頻轉(zhuǎn)換來消除開關(guān)噪聲，從而調(diào)節(jié)輸出電壓。