DC-DC變換器的基本形式和分類(lèi)

　　DC-DC變換的基本形式是使用一個(gè)半導體功率器件做為開(kāi)關(guān),然后使帶有濾波器(電感或電容)的負載線(xiàn)路與直流電壓一會(huì )斷開(kāi),一會(huì )連接,并在負載上產(chǎn)生另一個(gè)直流電壓.

　　首先解釋一下占空比(Duty Cycle),在一個(gè)周期內T內,開(kāi)關(guān)導通的時(shí)間tON所占整個(gè)周期T的比例,稱(chēng)為導通占空比D,D=ton/T;斷開(kāi)時(shí)間toff所占T的比例,稱(chēng)為斷開(kāi)占空比D',D'=toff/T.但通常我們說(shuō)占空比都指導通占空比.顯然,導通占空比越大,負載上可以得到的電壓越高;1/T=f為開(kāi)關(guān)頻率,f越高,同樣也可以得到更高的電壓.這種開(kāi)關(guān)在某一固定頻率下工作,通過(guò)調整開(kāi)關(guān)導通時(shí)間(即脈寬)使輸出電壓在負載變化的情況下保持穩定的方法叫做脈寬調制法(Pulse Width Modulation).此調制方法的特征是電子開(kāi)關(guān)由外加控制脈沖而通斷,控制與開(kāi)關(guān)自身流過(guò)的電流以及兩端電壓無(wú)關(guān),這種開(kāi)關(guān)稱(chēng)為硬開(kāi)關(guān).還有被稱(chēng)為軟開(kāi)關(guān)的一類(lèi),凡使用控制方法使電子開(kāi)關(guān)在電壓為零是導通電流,或在電流為零的時(shí)候開(kāi)關(guān)關(guān)斷的稱(chēng)為軟開(kāi)關(guān).理想情況下軟開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和斷開(kāi)損耗為零.

　　實(shí)現軟開(kāi)關(guān)通常采用諧振的方法.諧振就正弦電壓加在理想的電感和電容串聯(lián)電路上.當正弦頻率為某一個(gè)值時(shí),容抗和感抗相等,電路的阻抗為零,電路電流無(wú)窮大稱(chēng)為串聯(lián)諧振;如果正弦電壓加在電感和電容的并聯(lián)電路上,當正弦頻率為某一個(gè)值時(shí),電路的導納為零,電感和電容上的電壓無(wú)窮大稱(chēng)為并聯(lián)諧振.開(kāi)關(guān)電源中的電壓不是正弦電壓,而是直流電壓.直流電壓在串聯(lián)LC時(shí),電流按正弦規律無(wú)阻尼振蕩,其頻率為電路的諧振頻率.通過(guò)諧振,開(kāi)關(guān)兩端的電壓按正弦規律振蕩,當振蕩到零時(shí),使開(kāi)關(guān)導通流過(guò)電流,我們稱(chēng)這種控制為零電壓開(kāi)通.同理當流過(guò)開(kāi)關(guān)的電流振蕩到零的時(shí)候開(kāi)關(guān)關(guān)斷,稱(chēng)為零電流關(guān)斷.由于正向和反向LC回路值不一樣,因振蕩頻率不同,電流幅值也不同,故振蕩不對稱(chēng),通常正向大于負向,故稱(chēng)為準諧振.

　　以準諧振技術(shù)為主導的變換器稱(chēng)為變換器.通常,在半橋或全橋變換器中,利用寄生電感和電容或外加諧振電感和電容,就可以實(shí)現準諧振變換器.

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