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轉(zhuǎn)換器拓撲
DC/DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成了研究電力電子和能量驅(qū)動器的關鍵方面,因為它們已被廣泛納入了幾種工業(yè)應用中。 DC/DC轉(zhuǎn)換技術于1920年代建立[1]。從那時起,DC/DC轉(zhuǎn)換技術已顯著發(fā)展。由于兩個主要的行業(yè)趨勢,他們也正在發(fā)生重大變化:低電壓和高功率密度。這導致了這樣一個事實,即DC/DC轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)遠遠超出了AC/DC轉(zhuǎn)換器的生產(chǎn)。
DC/DC轉(zhuǎn)換器的簡單形式是電壓分隔器,例如變阻器或電位計。但是,它只能將輸出電壓傳遞到輸入電壓低,并且轉(zhuǎn)化效率較差。一些基本的電壓分隔電路如圖1所示。
DC/DC轉(zhuǎn)換器演變的下一步是多季度切碎機。
通信技術的增長促使DC/DC轉(zhuǎn)換技術的快速發(fā)展。在高水平上,DC/DC轉(zhuǎn)換器已根據(jù)其進化將幾代DC/DC轉(zhuǎn)換拓撲分組。它們被歸類為屬于不同轉(zhuǎn)換器家族。根據(jù)一些可能不完整的統(tǒng)計數(shù)據(jù),在過去的六十年中,已經(jīng)開發(fā)了500多個DC/DC轉(zhuǎn)換器的原型。
圖1。 基本電壓分隔電路。 Eetech的圖像屬性DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類
經(jīng)典或傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器被歸類為代轉(zhuǎn)換器。它們通常以單象限模式工作,并在低功率范圍內(nèi)運行。其中包括Buck,Boost和Buck-Boost等基本轉(zhuǎn)換器,以及一些變壓器型轉(zhuǎn)換器。
第二代轉(zhuǎn)換器包括多Zentrant DC/DC轉(zhuǎn)換器,這些轉(zhuǎn)換器以兩骨或四骨的操作模式起作用。它們在中等輸出功率范圍內(nèi)起作用,可以將其分為兩個主要類別 - 源自代轉(zhuǎn)換器和基于變壓器的拓撲的拓撲。
第三代轉(zhuǎn)換器是基于開關組件轉(zhuǎn)換器形成的,并使用電感器或電容器(所謂的開關電感器或開關電容器電路)實現(xiàn)。它們在具有高輸出功率范圍的兩個或四季度操作中執(zhí)行,并且具有高功率密度和轉(zhuǎn)換效率的優(yōu)勢。
第四代轉(zhuǎn)換器主要由軟轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器組成,例如零電流開關(ZC)和零電壓開關(ZVS)轉(zhuǎn)換器。它們可以歸類為諧振轉(zhuǎn)換器,負載諧振轉(zhuǎn)換器,resonant-dc-link轉(zhuǎn)換器和高頻鏈接積分 - 半循環(huán)轉(zhuǎn)換器。大多數(shù)注意力僅集中在諧振轉(zhuǎn)換方法上。
第五代轉(zhuǎn)換器包括同步整流器(SR)轉(zhuǎn)換器,這些轉(zhuǎn)換器有助于開發(fā)計算技術。通常,輸出電壓低和強電流的電源廣泛用于通信,工業(yè)應用和計算機設備。
第六代轉(zhuǎn)換器由多個能量儲存元件共振(MER)轉(zhuǎn)換器形成。反過來,這些又基于共振的儲能元素進行了分類。
DC/DC轉(zhuǎn)換器家族的摘要如圖2所示。
圖2。DC -DC轉(zhuǎn)換器的家族。 Eetech的圖像屬性DC/DC轉(zhuǎn)換器操作原理
對于Buck,Boost和Buck-Boost轉(zhuǎn)換器,開關和二極管交替打開和關閉。它們通常在連續(xù)傳導模式下運行,電感器電流是連續(xù)的。某些雄鹿促進轉(zhuǎn)換器(例如SEPIC和CUK)建立在常規(guī)拓撲上,同時提供了其他好處,例如終端的電流波紋降低[2]。還有其他基于變壓器的拓撲結(jié)構(gòu),例如向前轉(zhuǎn)換器,反式轉(zhuǎn)換器,推動泵轉(zhuǎn)換器,橋梁轉(zhuǎn)換器和Zeta轉(zhuǎn)換器[3]。可以使用諸如Kirchoff定律(例如Kirchoff''定律等電路分析概念,可以將這些分析類似于共振和共振的基本電氣原理和基本電氣原理。