DC/DC转换器:转换器拓扑
出处:网络整理 发布于:2025-03-06 16:52:32
DC/DC转换器构成了研究电力电子和能量驱动器的关键方面,因为它们已被广泛纳入了几种工业应用中。 DC/DC转换技术于1920年代建立[1]。从那时起,DC/DC转换技术已显着发展。由于两个主要的行业趋势,他们也正在发生重大变化:低电压和高功率密度。这导致了这样一个事实,即DC/DC转换器的生产远远超出了AC/DC转换器的生产。
DC/DC转换器的简单形式是电压分隔器,例如变阻器或电位计。但是,它只能将输出电压传递到输入电压低,并且转化效率较差。一些基本的电压分隔电路如图1所示。
DC/DC转换器演变的下一步是多季度切碎机。
通信技术的增长促使DC/DC转换技术的快速发展。在高水平上,DC/DC转换器已根据其进化将几代DC/DC转换拓扑分组。它们被归类为属于不同转换器家族。根据一些可能不完整的统计数据,在过去的六十年中,已经开发了500多个DC/DC转换器的原型。
经典或传统转换器被归类为代转换器。它们通常以单象限模式工作,并在低功率范围内运行。其中包括Buck,Boost和Buck-Boost等基本转换器,以及一些变压器型转换器。
第二代转换器包括多Zentrant DC/DC转换器,这些转换器以两骨或四骨的操作模式起作用。它们在中等输出功率范围内起作用,可以将其分为两个主要类别 - 源自代转换器和基于变压器的拓扑的拓扑。
第三代转换器是基于开关组件转换器形成的,并使用电感器或电容器(所谓的开关电感器或开关电容器电路)实现。它们在具有高输出功率范围的两个或四季度操作中执行,并且具有高功率密度和转换效率的优势。
第四代转换器主要由软转换转换器组成,例如零电流开关(ZC)和零电压开关(ZVS)转换器。它们可以归类为谐振转换器,负载谐振转换器,resonant-dc-link转换器和高频链接积分 - 半循环转换器。大多数注意力仅集中在谐振转换方法上。
第五代转换器包括同步整流器(SR)转换器,这些转换器有助于开发计算技术。通常,输出电压低和强电流的电源广泛用于通信,工业应用和计算机设备。
第六代转换器由多个能量储存元件共振(MER)转换器形成。反过来,这些又基于共振的储能元素进行了分类。
DC/DC转换器家族的摘要如图2所示。
对于Buck,Boost和Buck-Boost转换器,开关和二极管交替打开和关闭。它们通常在连续传导模式下运行,电感器电流是连续的。某些雄鹿促进转换器(例如SEPIC和CUK)建立在常规拓扑上,同时提供了其他好处,例如终端的电流波纹降低[2]。还有其他基于变压器的拓扑结构,例如向前转换器,反式转换器,推动泵转换器,桥梁转换器和Zeta转换器[3]。可以使用诸如Kirchoff定律(例如Kirchoff''定律等电路分析概念,可以将这些分析类似于共振和共振的基本电气原理和基本电气原理。
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