1、DC-DC 变换器原理DC/DC Converter Principle太阳电池输出的是直流电，是不是可直接作为直流电源使用呢，对于对电压没有准确要求的微、小型用电设备是可以的，如计算器、玩具等。太阳电池输出电压取决于光伏器件的连接方式与数量，并与负载大小与光照强度直接有关，不能直接作为正规电源使用。通过 DC-DC 变换器可以把太阳电池输出的直流电转换成稳定的不同电压的直流电输出。DC-DC 变换器就是直流直流变换器，是太阳能光伏发电系统的重要组成部分，下面就其原理作简单介绍。 DC-DC 变换基本原理 直流变换电路主要工作方式是脉宽调制(PWM)工作方式，基本原理是通过开关管把直流电斩成方
2、波（脉冲波），通过调节方波的占空比（脉冲宽度与脉冲周期之比）来改变电压。降压斩波电路直流斩波电路简单，是使用广泛的直流变换电路。图 1 左上部是一个斩波基本电路，Ud 是输入的直流电压，V 是开关管，UR 是负载 R 上的电压，开关管 V 把输入的 Ud 斩成方波输出到 R 上，图 1 右上部绿线为斩波后的输出波形，方波的周期为 T，在 V 导通时输出电压等于 Ud，导通时间为 ton，在 V 关断时输出电压等于 0，关断时间为 toff，占空比 D=ton/T，方波电压的平均值与占空比成正比。图 1 下部绿线为连续输出波形，其平均电压如红线所示。改变脉冲宽度即可改变输出电压，在时间 t1 前
3、脉冲较宽、间隔窄，平均电压（UR1）较高；在时间 t1 后脉冲变窄，平均电压（UR2）降低。固定方波周期 T 不变，改变占空比调节输出电压就是(PWM)法，也称为定频调宽法。由于输出电压比输入电压低，称之为降压斩波电路或 Buck 变换器。图 1 DC-DC 变换基本原理 方波脉冲不能算直流电源，实际使用要加上滤波电路，图 2 是加有 LC 滤波的电路，L 是滤波电感、C2 是滤波电容、D 是续流二极管。当 V 导通时， L 与 C2 蓄能，向负载 R 输电；当 V 关断时， C2 向负载 R 输电， L 通过 D 向负载 R 输电。输出方波选用的频率较高，一般是数千赫兹至几十千赫兹，故电感体
4、积很小，输出波纹也不大。最新文章 基层干部不作为乱作为自查报告 一菜多味 看茄子的 72 变！ 2014 又出新出土的给力新词 令人惊艳的民国时期真女神 这样画风景不真实，但是很美 高考万能作文开头 50 篇更多热门文章 教你为汉字添加拼音！ 中药毒副作用备览【2】 我这辈子有过你：所有女人都以为. 不能不看的国家地理图片大奖作品 过去 25 年：25 部最好看的电影！ AH-64 阿帕奇武装直升机 培养良好习惯比传授知识更重要 一图读懂 l 这才是我们应有的生活 视频: 全球禁播 白癜风治疗密技 雪里红的腌制方法（附图）* 挪威森林人像摄影(少女与白马 )更多关闭 关闭 图 2 降压型 DC
5、-DC 变换电路 该电路输出电压 UR=D Ud，D 是占空比，值为 0 至 1。升压斩波电路通过电感元件还可组成升压斩波电路，见图 3，当开关管 V 导通时，电流通过电感 L 时会在 L 中存储能量，此时负载上的电压由 C2 提供，当开关管 V 关断时，电感 L 释放能量，输出电压为输入电压 Ud 与 L 产生的电压相加，故提高了输入电压。图 3 升压型 DC-DC 变换电路该电路称为升压斩波电路或 Boost 变换器，输出电压 UR= Ud/（1-D），D 是占空比，值必须小于 1。升压斩波电路在新能源控制设备中应用很广，为了减小输出电压的波纹，通常采用多通道多重化并联升压型变换电路，图
6、4 是三通道多重化并联升压型变换电路。L1、V1 、 D1 组成通道 1，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同；L2 、V2、D2 组成通道 2，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同；L3、V3、D3 组成通道 3，电路与工作原理与前面介绍的单通道升压斩波电路相同。三个通道开关周期相同、通断时间相同，关键是三个开关管通断时间必须均匀错开才能起到降低输出波纹的作用。多通道并联电路可增大输出电流。 图 4 多通道并联升压型 DC-DC 变换电路还有既可以降压也可以升压的斩波电路，这里就不介绍了，具体电路与应用等请查阅其他书籍或资料。 以上电路属单象限变换，电路简单可靠，在小
7、型变换器中应用较多。在下面介绍双象限、四象限电路。 推挽式功率变换电路推挽式功率变换电路是双象限变换电路，见图 5，W1 与 W2 圈数都为 N1，构成一个有中间抽头的线圈，作为输出变压器的初级，W3 与 W4 圈数都为 N2，构成一个有中间抽头的线圈，作为输出变压器的次级，V1 与 V2 交替导通，在次级就会感生电压，经全波整流后滤波到负载。变压器两侧电压之比为 N1 与 N2 之比，通过变压器可输出高低不同的多种电压；而且变压器把太阳电池与用户隔离开来，有利于系统的安全。有关细节请查阅其他书籍或资料。图 5 推挽式变换电路推挽式功率变换电路电路简单，使用器件少，但开关管要承受两倍的输入电压
8、，一般只在微、小型变换器中使用。单相全桥变换电路图 6 是单相全桥变换电路。 图 6 单相全桥变换电路图中 Ud 是直流输入电压，为稳定电压配有电容 C，4 个开关晶体管 T1、T2、T3 、T4，4 个开关管的保护二极管（续流二极管）D1、D2、D3、D4，输出交流电到负载 R。下面就具体分析这个电路。图 7 与图 8 是输出正向与负向电流流向图，为清晰起见把电路简化，只保留主要器件。 当开关管 T1 与 T4 导通，T3 、T2 关断，时，在负载 R 上有正向电流通过，输出正向电压，见图 7。 图 7 单相全桥方波正向输出当开关管 T3 与 T2 导通，T1 、T4 关断，时，在负载 R
9、上有负向电流通过，输出负向电压，见图 8。图 8 单相全桥方波负向输出图 9 是带变压器输出的全桥直流变换电路，采用变压器 T 将输入的光伏电源与输出方的负载隔离，并实现电压的变比。在变压器次级采用了桥式全波整流与 LC滤波。 图 9 变压器隔离的单相全桥变换电路图 10 是变压器隔离的单相全桥变换电路主要波形图，图中的控制信号与波形变化顺序如下： 控制开关管 V1 与 V4 导通，V3、V2 关断，全桥输出电压 u1 为 Ud； 到时间 ton 时，关断开关管 V1 与 V4，全桥输出电压 u1 为 0； 到时间 T1 时，开关管 V3、V2 导通，全桥输出电压 u1 为-Ud； 到时间 T
10、1+ton 时，关断开关管 V3 与 V2，全桥输出电压 u1 为 0； 到时间 T2 时，开关管 V1 与 V4 导通，全桥输出电压 u1 为 Ud； 到时间 T2+ton 时，关断开关管 V1 与 V4，全桥输出电压 u1 为 0； 到时间 T3 时，开关管 V3、V2 导通，全桥输出电压 u1 为-Ud； 到时间 T3+ton 时，关断开关管 V3 与 V2，全桥输出电压 u1 为 0； 到时间 T4 时，控制开关管 V1 与 V4 导通，全桥输出电压 u1 为 Ud； 到时间 T4+ton 时， ；到时间 T5 时， 这样控制各开关管的导通与关断，循环下去全桥输出电压 u1（变压器输入
11、电压）波形如图 10 上部绿色线所示；变压器次级输出交变电压 u2 如图 10 中部紫色线所示；桥式整流输出电压 u3 如图 10 下部蓝色线所示；滤波后输出到负载上的电压如图 10 下部红色线所示。图 10 单相全桥变换电路主要波形图 下面请观看全桥直流变换电路工作动画全桥直流变换电路工作动画 DC-DC 变换器可以把直流电转换成不同电压的直流电输出，在光伏发电系统中作为控制器使用，可控制对蓄电池的充电，可作为直流电源使用。 DC-DC 变换器的图形符号是见图 11。 图 11 DC-DC 变换器的图形符号附：电力电子器件在电气设备或电力系统电路中，能承担电能变换或控制任务的电子器件称为电力
12、电子器件。电力电子器件要能工作在高电压和大电流状态，导通电压要低。 电力电子器件主要有不可控器件、半控型器件、全控型器件。 不可控器件电力二极管是用于整流电路，把交流电变为直流电。主要参数与要求是：正向导通电流大，导通时正向压降小，反向耐压高。图 12 电力二极管图片，图 14 左图是电力二极管的图形符号。 图 12 电力二极管图片半控型器件晶闸管，也叫可控硅，是可控制导通的二极管，用于可控整流。晶闸管除了门极触发电流与门极触发电压等参数，其他参数要求类同电力二极管。图 13 是晶闸管图片，图 14 中图是晶闸管图形符号，图 14 右图是可关断晶闸管图形符号。 图 13 晶闸管图片 图 14
13、电力二极管与晶闸管图形符号 全控型器件可通过控制信号控制其导通或关断的器件，主要有电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等，目前在电力变换与逆变电路中主要采用的是后两种晶体管。 电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管具有开关速度快，工作频率高，输入阻抗高，所需驱动功率小，耐压高，导通电压低，热稳定性好。下面把这种电力电子器件简称为电力三极管、开关晶体管或开关管。图 15 为电力三极管图片，图 16 为电力三极管图形符号。图 15 电力三极管图片 图 16 电力三极管图形符号 来自：大漠流沙馆 待分类 转藏到我的图书馆 分享：人人网献花(1)分享到微信 以文找文 开心网搜狐微博推荐给朋友举报
14、类似文章 更多 半桥 DCDC 变换器的电路图 MC34063 电压变换器电路 反激式变换器中 RCD 箝位电路的设计 输出 500W 的风力发电机充电电路 MC34063 降压 DC-DC 变换器 电压箝位原理图 中小型 UPS 的工作原理及其应用（续一） 单相高功率因数整流电源热门推广 猜你喜欢不用熏的腊肉风吹酱肉关于航空母舰的那点事 销售神技,一分钟学会 天上草原 十部经典三级电影时间管理的 11 条金律 命相的故事摘录 贺赠：【梦回晨曦】书馆建馆一周年ZT 一个月臀围减九厘米，大腿围减 11.丹霞山中国的爱情山发表评论： 如 果 您 只 想 对 文 章 收 藏 人 说 声 谢 谢 ， 请DC-DC%e5%8f%98 0
