【導(dǎo)讀】電力電子領(lǐng)域關(guān)鍵應(yīng)用的產(chǎn)品設(shè)計師們在挑選所需的元件時需格外謹慎,既要確保在恰當?shù)臅r間提供所需的電壓,還要緩解電壓紋波等問題,以確保系統(tǒng)的壽命,提高元件的可靠性。
電力電子領(lǐng)域關(guān)鍵應(yīng)用的產(chǎn)品設(shè)計師們在挑選所需的元件時需格外謹慎,既要確保在恰當?shù)臅r間提供所需的電壓,還要緩解電壓紋波等問題,以確保系統(tǒng)的壽命,提高元件的可靠性。
降壓轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器是電源應(yīng)用中的兩種最基本的DC-DC轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu),是關(guān)鍵電源模塊,需要慎重挑選組成元件。降壓轉(zhuǎn)換器將系統(tǒng)的主電源降壓以用于較低電壓的元件;而升壓轉(zhuǎn)換器則將電壓升至比輸入電壓更高的的數(shù)值。降壓和升壓轉(zhuǎn)換器越來越多地被用于一些重要應(yīng)用中的開關(guān)模式電源(SMPS),如軍用無人駕駛飛行器(UAV)和無人機的電力輸送網(wǎng)絡(luò)、太陽能電池板、電動汽車和X射線機等。
此外,由于其可靠性和簡單性,這些轉(zhuǎn)換器可作為更復(fù)雜拓撲結(jié)構(gòu)的理想構(gòu)建模塊,如:
●正向轉(zhuǎn)換器
●逆向轉(zhuǎn)換器
●降壓-升壓轉(zhuǎn)換器
●半橋轉(zhuǎn)換器
●全橋轉(zhuǎn)換器
●ZVT全橋轉(zhuǎn)換器
●推拉式轉(zhuǎn)換器
下面,讓我們更深入地了解降壓和升壓轉(zhuǎn)換器的工作原理及其內(nèi)部元件(如電容器等)的基本情況。
降壓轉(zhuǎn)換器是如何工作的?
最常見的開關(guān)轉(zhuǎn)換器是降壓轉(zhuǎn)換器,它可將直流電壓下調(diào)至相同極性的較低直流電壓。降壓轉(zhuǎn)換器在使用分布式電源軌(如24V至48V)的系統(tǒng)中不可或缺,可將電壓就地轉(zhuǎn)換為15V、12V或5V,并且功率損失很小。
在工作中,輸入電壓被連接到電感器,然后輸入和輸出電壓之間的差值被強制穿過電感器,使電流增加。在此過程中,電流同時流入負載和輸出電容,對電容進行充電。當開關(guān)閉合時,電容器向負載放電,使總電流(電感和電容器的電流之和)增加。
升壓轉(zhuǎn)換器是如何工作的?
相反,直流輸入電壓通過升壓轉(zhuǎn)換器后會產(chǎn)生比輸入值高但極性相同的直流輸出電壓。當開關(guān)打開時,輸入電壓被強制穿過電感器,使電流上升。當開關(guān)閉合時,減少的電感電流迫使電感的開關(guān)端擺正,正向偏壓二極管,令電容器充電至高于輸入電壓的電壓值。在穩(wěn)態(tài)運行期間,電感電流在開關(guān)閉合時流向輸出電容器和負載。當開關(guān)打開時,負載電流僅由電容器提供。
(來源:Knowles樓氏電容)
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