DC/DC变换是一种将固定直流电压转换为可变直流电压的技术,也被称为直流斩波。其工作方式主要有两种:第一种是脉宽调制方式,通过保持开关周期Ts不变而改变通断时间ton;第二种是频率调制方式,则是保持ton不变并改变Ts,这种方法相对容易产生干扰。
DC/DC变换电路主要分为以下几类:
(1) Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,并且极性相同。
(2) Boost电路——升压斩波器,其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性也相同。
(3) Buck-Boost电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0可以大于或小于输入电压Ui,且极性相反,采用电感进行能量传输。
(4) Cuk电路——降压或升压斩波器,其输出平均电压U0同样可以大于或小于输入电压Ui,极性相反,并采用电容传输能量。
随着技术的发展,软开关技术的引入使得DC/DC变换器的性能得到了显著提升。例如,美国VICOR公司设计的多种ECI软开关DC/DC变换器,具备高达300W、600W、800W的输出功率,功率密度分别为(6.2、10、17)W/cm3,效率则保持在(80~90)%的范围内。
此外,日本Nemic Lambda公司最新推出的RM系列高频开关电源模块,采用软开关技术,其开关频率可达(200~300)kHz,功率密度已提升至27W/cm3。通过使用同步整流器,即用MOS-FET替代传统的肖特基二极管,整体电路的效率提升至90%。
综上所述,DC/DC变换技术及其应用在多个领域的表现越来越突出,尤其是在提升电源效率和功率密度方面,让我们期待这一领域的进一步发展。