直流直流轉(zhuǎn)換器是一種機電設(shè)備或電路,用于根據(jù)電路要求將直流電壓從一個電平轉(zhuǎn)換到另一個電平。屬于電力轉(zhuǎn)換器家族,直流-直流轉(zhuǎn)換器可用于電池等小電壓應(yīng)用或高壓輸電等高壓應(yīng)用。

在沒有半導(dǎo)體的情況下,低功率項目將直流電壓轉(zhuǎn)換為更高電壓的一種常見技術(shù)是通過振動器電路將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓。然后,使用加電壓變壓器來提高輸出電壓水平,然后是?整流電路 執(zhí)行直流轉(zhuǎn)換。在需要大功率的應(yīng)用中,采用了電動機和發(fā)電機的組合.電動機操作發(fā)電機,提供所需的負載電壓.這些技術(shù)費用昂貴,效率較低,但由于當時沒有其他的方法,因此使用了這些技術(shù)。

電力半導(dǎo)體和集成電路的發(fā)明導(dǎo)致了不同的較便宜的解決方案,如直流電源,其中高頻交流輸入變壓器。這種設(shè)備價格便宜,操作方便.它通過整流器改變再次轉(zhuǎn)換為直流的電壓。

直流-直流轉(zhuǎn)換器的操作

轉(zhuǎn)換器的操作通常采用開關(guān)技術(shù).開關(guān)操作的DC-DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)應(yīng)用需求將直流電壓從一個電平轉(zhuǎn)換到另一個電平;輸出電壓因此可以高于或低于輸入值。在轉(zhuǎn)換過程中,轉(zhuǎn)換器存儲能量一段時間,并提供不同級別的輸出。能量以磁場的形式儲存在導(dǎo)體的變壓器中,以電場的形式儲存在電容器中。開關(guān)電壓轉(zhuǎn)換比線性電壓轉(zhuǎn)換更容易處理,也更節(jié)能,因為在線性電壓轉(zhuǎn)換中,功率被熱量耗散。為了達到效率,需要高速升降的半導(dǎo)體器件。高速開關(guān)需要一個準確的布局,使電路創(chuàng)建困難。開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器的高效率降低了對散熱器的需求,增加了電池的使用壽命。使用Fts可以提高轉(zhuǎn)換器的效率,因為這些設(shè)備執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程的效率比BJts少損失。

直流-直流轉(zhuǎn)換器的其他改進包括用功率FET來替換反激二極管同步整流電路,它的電阻較小,減少了開關(guān)過程中的損失。

大多數(shù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計目的是將潮流導(dǎo)向一個方向，從輸入到輸出。然而，所有開關(guān)調(diào)節(jié)電路可以雙向傳輸，通過更換所有二極管控制的有源整流電路在任何方向傳輸功率。雙向轉(zhuǎn)換器適用于車輛的再生制動等應(yīng)用，即在駕駛過程中給予車輪動力，在制動時接收動力。

就像所有高頻電路一樣，必須采取一些措施來創(chuàng)建DC-DC轉(zhuǎn)換器，如組件選擇、連接和開關(guān)噪聲，必須設(shè)置在一個可接受的水平。最初，創(chuàng)建成本高于線性調(diào)節(jié)器，但后來由于使用了最新的電路創(chuàng)建技術(shù)而降低。如今,DC-DC轉(zhuǎn)換器是基于IC,需要一些額外的組件。它們也存在于幾個電子結(jié)構(gòu)中的混合配置中。

圖1顯示了不同類型的DC-DC轉(zhuǎn)換器:巴克、塞普、巴克-博斯特和喬克電路。這些電路的輸入位于左側(cè),而輸出則提供給右側(cè)的負載。電源開關(guān)可以是MOSIFT、IGBT或BJts。

圖1:DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型

直流直流變換器特性

本文介紹了變換器的主要特點.

當前評級

這是最高值的電流轉(zhuǎn)換器可以提供給負載.

溫度等級

它是直流直流變換器在全負荷運行時必須承受的最高溫度值。操作溫度必須根據(jù)等級設(shè)置,否則,轉(zhuǎn)爐可能會損壞和過熱。

波壓

這個值定義了轉(zhuǎn)換器輸出的波紋電壓.在操作中必須小心這些評級。

電壓等級

直流直流變換器有一些限制,確定了轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換能力。

轉(zhuǎn)換器尺寸和重量

由于開關(guān)轉(zhuǎn)換器可以在更高的頻率工作,他們可以設(shè)計一個小足跡。在轉(zhuǎn)換器的設(shè)計過程中,必須在電路的大小及其效率之間找到一個折衷方案。

電動車輛的DC-DC轉(zhuǎn)換器

在我們周圍移動的許多不同類型的車輛會造成空氣污染、全球變暖和地球資源的枯竭。為了解決這些問題,解決辦法是用?電子束,混合動力車及燃料電池電動車。電動車和混合動力車使用兩種儲能裝置。第一種是多功能儲能系統(tǒng),用于存儲高能量,第二種是可充電儲能系統(tǒng)(RESS),提供高功率的可逆轉(zhuǎn)性。MES提供了一個高的練習場,并有良好的再生制動和加速度系統(tǒng)。儲能裝置改變輸出電壓基于負載和高電壓的直流連接為車輛工程師在配置能源存儲元件與牽引驅(qū)動。直流直流轉(zhuǎn)換器可用于電力系統(tǒng)中的接口元件。

汽車轉(zhuǎn)換器必須輕、小、可靠、有效,并產(chǎn)生低電磁干擾。

電動車直流-直流轉(zhuǎn)換器的類型

在圖2中,我們可以看到電動汽車中使用的不同類型的轉(zhuǎn)換器。它展示了至少一個DC-DC轉(zhuǎn)換器如何將直流連接連接到燃料電池或超級電容器模塊。電動汽車有不同的能源,如燃料電池和電池超級電容器。在電動汽車中,使用一種或多種儲能裝置。降低整體成本和數(shù)量,提供良好的運行.常用的能量儲存器是電池和超級電容器。這些設(shè)備配置為不同配置的燃料電池棧。正常配置是兩個模塊的平行連接:燃料電池或電池、燃料電池或超級電容器、電池或超級電容器。在這種方法中,功率不是用于控制,而是可以通過分量阻抗值來測量。阻礙取決于不同的參數(shù),如效率和設(shè)備的健康狀況。電壓參數(shù)也與兩個組件的規(guī)格相符。這是燃料電池/電池組合的情況,由于電池的固定電壓,燃料電池在整個時間內(nèi)必須有相同的功率。在電池或超級電容器組合的情況下,只能使用非常小的電容器能量交換功能。這就是電池電壓的恒定值.可以選擇直流直流變換器的輸出電壓,調(diào)節(jié)每個器件的功率。由于電池的固定電壓,燃料電池在整個時間內(nèi)必須有相同的功率。在電池或超級電容器組合的情況下,只能使用非常小的電容器能量交換功能。這就是電池電壓的恒定值.可以選擇直流直流變換器的輸出電壓,調(diào)節(jié)每個器件的功率。由于電池的固定電壓,燃料電池在整個時間內(nèi)必須有相同的功率。在電池或超級電容器組合的情況下,只能使用非常小的電容器能量交換功能。這就是電池電壓的恒定值.可以選擇直流直流變換器的輸出電壓,調(diào)節(jié)每個器件的功率。

圖2:電動車直流-直流轉(zhuǎn)換器的類型

直流直流變換器是一種能在不同級別轉(zhuǎn)換能量并在磁場和電場中存儲能量的電力轉(zhuǎn)換電路。本文將討論應(yīng)用于電動汽車的不同類型的DC-DC轉(zhuǎn)換器。

非孤立轉(zhuǎn)換器

非孤立轉(zhuǎn)換器用于電壓以4:1的比率增加或減少的應(yīng)用。這樣,輸出和輸入就沒有介質(zhì)隔離。非孤立轉(zhuǎn)換器也有子類型:充電泵,巴克,庫克,巴克-博斯特,巴克,和提升。雄鹿用于電壓降低和電壓增加或增加。巴克-博斯特和庫克轉(zhuǎn)換器用于增加和降低電壓。電荷泵轉(zhuǎn)換器用于電壓的提升和電壓的倒置,是部分工程的組成部分。

磁變器

直流直流轉(zhuǎn)換器定期存儲能量,并在電感器或變壓器中釋放能量,頻率值為300千赫茲至10千兆赫。通過穩(wěn)定性,可以控制為傳輸負載所需的功率充電的責任周期。

有了這個控制器,可以在輸入和輸出電流之間使用,也可以通過電路維護恒定功率。有變壓器的轉(zhuǎn)換器可以在輸入和輸出之間提供操作.

孤立轉(zhuǎn)換器

在這些轉(zhuǎn)換器中,使用高頻變壓器。對于輸出完全與輸入分離的應(yīng)用程序,使用此轉(zhuǎn)換器。有不同類型的孤立轉(zhuǎn)換器,如半橋,全橋,飛黑色向前,和推拉直流轉(zhuǎn)換器。這些轉(zhuǎn)換器可用作雙向轉(zhuǎn)換器。

電動直流直流轉(zhuǎn)換器的特性

對于接口,燃料電池DC-DC轉(zhuǎn)換器提高燃料電池電壓和調(diào)節(jié)直流鏈路電壓。而超級電容器的接口需要可逆直流轉(zhuǎn)換器.具有一定設(shè)計和應(yīng)用特點的直流直流轉(zhuǎn)換器有不同的類型。但就車輛而言,下文列出的一些考慮因素如下:

· 車輛使用的轉(zhuǎn)換器效率必須很高

· 轉(zhuǎn)爐必須體積小重量小

· 電磁干擾較少

· 從燃料電池得到的波波

· 該函數(shù)必須提供電壓上升或上升功能

· 功率轉(zhuǎn)換器流量的調(diào)節(jié)提供了轉(zhuǎn)換器輸入電壓的不同變化

每種轉(zhuǎn)換器都有其優(yōu)點和缺點.像DC-DC增強器轉(zhuǎn)換器不遵循電隔離。輸入量和輸出量的巨大變化會引起開關(guān)的應(yīng)力,這種電路效應(yīng)會受到高電流和電壓波紋的影響,也會面臨很大的問題。

簡單的多通道轉(zhuǎn)換器有助于減少輸入輸出電流和電壓的波紋,增加電路的重量,提高效率。該電路不適合高電壓升幅比,因為通過電路的阻抗限制了工作周期,導(dǎo)致最高升幅比約為4。因此,需要兩個系列配置的升壓轉(zhuǎn)換器才能獲得一定的電壓增益。全橋式直流轉(zhuǎn)換器用于需要電氣隔離的應(yīng)用。由于電壓和電流值較低,全橋直流直流變換器適用于大功率輸電。它在輸入和輸出時面對小電壓和電流的波紋.

直流直流轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點

· 轉(zhuǎn)換器的使用簡化了電源的電路

· 轉(zhuǎn)換器的使用使電路和工程中的電池空間消失

· 它提供負極性和正極性的有組織產(chǎn)出

· 直流控制電路使用此設(shè)備,電壓調(diào)節(jié)器使用此模塊

· 它屬于混合電路,它的所有電路部件都在一個單一的結(jié)構(gòu)或外殼中。

· 它有助于在需要時延長電壓

· 該設(shè)備的主要優(yōu)點是它在電路的輸入和輸出端之間提供隔離。

直流直流變換器的缺點

· 這些轉(zhuǎn)換器在操作過程中引起噪音

· 它具有高的波紋電流和高的黃土和高的輸入和輸出電容值。

· 轉(zhuǎn)換器的電路很昂貴

· 這些電路提供不穩(wěn)定的電壓和電流供應(yīng).

結(jié)論

直流直流轉(zhuǎn)換器是一種根據(jù)電路和項目要求,有助于直流電壓轉(zhuǎn)換到其他級別,無論是更高或更低級別的電子設(shè)備。它是電源的一個基本部分,改變電壓值,以操作不同的應(yīng)用,無論是低或高直流電壓。它是電動車的主要部件,由電池組成,提供高直流電壓。由于電動機組件在不同的電壓水平(高或低)上工作,所以使用這些組件的電壓值。直流直流轉(zhuǎn)換器已經(jīng)成為電動車和其他在不同直流水平運行的電子項目的重要組成部分。