DC-DC變換器的基本形式和分類

　　DC-DC變換的基本形式是使用一個半導(dǎo)體功率器件做為開關(guān),然后使帶有濾波器(電感或電容)的負(fù)載線路與直流電壓一會斷開,一會連接,并在負(fù)載上產(chǎn)生另一個直流電壓.

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

　　實(shí)現(xiàn)軟開關(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(dāng)正弦頻率為某一個值時,容抗和感抗相等,電路的阻抗為零,電路電流無窮大稱為串聯(lián)諧振;如果正弦電壓加在電感和電容的并聯(lián)電路上,當(dāng)正弦頻率為某一個值時,電路的導(dǎo)納為零,電感和電容上的電壓無窮大稱為并聯(lián)諧振.開關(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,電流按正弦規(guī)律無阻尼振蕩,其頻率為電路的諧振頻率.通過諧振,開關(guān)兩端的電壓按正弦規(guī)律振蕩,當(dāng)振蕩到零時,使開關(guān)導(dǎo)通流過電流,我們稱這種控制為零電壓開通.同理當(dāng)流過開關(guān)的電流振蕩到零的時候開關(guān)關(guān)斷,稱為零電流關(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,通常正向大于負(fù)向,故稱為準(zhǔn)諧振.

　　以準(zhǔn)諧振技術(shù)為主導(dǎo)的變換器稱為變換器.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(xiàn)準(zhǔn)諧振變換器.

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