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閱讀：13發(fā)布時間：2024-9-27
開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器廣泛用于多個領(lǐng)域的電子技術(shù)，包括工業(yè)、商業(yè)、公用事業(yè)和消費市場 [1]。對于基于低功率 DC-DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，大多數(shù)現(xiàn)代電源轉(zhuǎn)換是使用三種主要類型的電源轉(zhuǎn)換器完成的——降壓、升壓和降壓-升壓。
降壓-升壓轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)手頭的應(yīng)用使用相同的電路升壓或降壓。繼續(xù)閱讀以了解有關(guān)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)知識及其工作原理的更多信息。
降壓-升壓轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)知識
降壓轉(zhuǎn)換器降低輸入電壓，而升壓轉(zhuǎn)換器提高輸入電壓。這兩種轉(zhuǎn)換器都服務(wù)于特定范圍的應(yīng)用。但是，某些應(yīng)用需要根據(jù)特定條件或滿足特定操作場景來對輸入電壓進行升壓和降壓。在這種情況下，將兩個轉(zhuǎn)換器分開安裝并不理想 [2]。因此，可以使用降壓-升壓轉(zhuǎn)換器電路，因為它結(jié)合了降壓轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器的元件。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的電路圖如圖 1 所示。
圖 1.降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的電路圖。
降壓轉(zhuǎn)換器通常將輸入電壓調(diào)節(jié)到從零到略小于輸入電壓的值。另一方面，升壓轉(zhuǎn)換器在將能量存儲在電感器中同時伴隨的電容器放電以滿足輸出要求的模式和電感器釋放存儲的能量以對電容器再充電同時的模式之間切換電路。維持整體能量平衡。在傳統(tǒng)的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的情況下，這兩種操作都是可能的?；巨D(zhuǎn)換器的幾種變體可用于在低頻率和高電壓水平下運行。但是，基本原則對所有人來說都是共同的。
簡單來說，降壓-升壓轉(zhuǎn)換器可以從電壓水平低于或高于輸出電壓的電源提供穩(wěn)壓直流輸出。一些應(yīng)用需要調(diào)節(jié)輸入電壓的能力，包括輸入電壓變化很大的電池等儲能系統(tǒng)。這是因為電池的充電和放電循環(huán)。當(dāng)電池充滿電時，電池兩端的電壓通常大于所需的輸出電壓。在這種情況下，可以使用降壓轉(zhuǎn)換器來保持穩(wěn)定的電源電壓。類似地，當(dāng)電池放電時，電壓電平會降低，從而導(dǎo)致電池需要充電才能使用的階段。
高級升降壓工作原理
，降壓-升壓轉(zhuǎn)換器將輸入側(cè)的正直流電壓轉(zhuǎn)換為輸出側(cè)的負直流電壓。開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)決定了電路的操作。
在導(dǎo)通狀態(tài)期間，流過電感的電流線性增加。二極管不導(dǎo)通。如圖 2 所示。在關(guān)斷狀態(tài)期間，二極管傳導(dǎo)電流，能量從電感器傳輸?shù)诫娙萜?。這會導(dǎo)致電感電流減小，盡管通過電感的電流不會突然變化 [3]。這在圖 3 中進行了說明。重要的是要注意，能量從電感器轉(zhuǎn)移到電容器會導(dǎo)致電阻器兩端的電壓與輸入電壓的極性相反。
圖 2.降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的通態(tài)操作。
圖 3.降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的斷態(tài)操作。
在電路的穩(wěn)態(tài)工作期間，可以根據(jù)電感電流值定義兩種工作模式。如果電感電流從未達到零，則稱為連續(xù)導(dǎo)通模式。然而，如果電感器電流達到零，它就會在不連續(xù)模式下工作。
占空比定義為開關(guān)打開時間的百分比。換句話說，電感器和電容器的并聯(lián)組合形成了一個二階低通濾波器，它可以平滑開關(guān)動作，同時通過降低電壓紋波產(chǎn)生干凈的直流電壓。
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