第四章直流直流(DCDC)变换.pdf

【直流直流(DCDC)变换】是指将固定大小的直流电压转换为可调电压的技术，它主要涉及直流斩波。直流斩波技术可以实现降压、升压和变阻功能，广泛应用在直流电动机调速、蓄电池充电、开关电源等多个领域，特别是电力牵引设备，如地铁、电气机车等。采用DC-DC变换器可以实现无级调速，提高运行平稳性和能效，对比传统的变阻器方式，能节约20%到30%的电能。 DC-DC变换器主要有五种基本形式： 1. Buck变换器：降压型，输出电压小于输入电压。 2. Boost变换器：升压型，输出电压大于输入电压。 3. Boost-Buck变换器：升-降压型，能根据需求调整电压方向。 4. Cuk变换器：通过电容和电感转换电压。 5. 桥式可逆斩波器：Buck变换器的扩展形式，可双向调节电压。 这些变换器通过控制开关器件的通断时间来改变输出电压。基本控制方式有两种： 1. 时间比控制：最常见的控制方式，通过改变开关器件的通断时间比例（导通比）来控制输出电压。这包括脉宽调制（PWM）控制，即保持斩波频率不变，改变导通时间来调节输出电压，以及频率控制和混合控制。 2. 瞬时值控制：在恒定电压或恒定电流控制中使用，通过比较实际输出与期望值的误差来控制开关，使得输出值在设定的误差范围内波动。 Buck变换器是其中一种常见的降压型变换器，通常配备L-C滤波电路以提供平直的输出电压。根据开关频率、电感和电容的值，电感电流可能会连续或断续，这对变换器的输出特性有直接影响。 DC-DC变换技术是现代电子设备中的关键部分，尤其在电力传动和电源管理中起着核心作用。通过不同的变换器类型和控制策略，能够灵活适应各种电源需求，实现高效、可控的直流电压转换。