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    非隔离降压、升压和降压-升压转换器有何不同?

    Click: 62  Date: 10/11/2022 11:28:44 AM


       许多 AC-DC 电源和非隔离 DC-DC转换器的设计中使用了非隔离降压、升压和降压-升压拓扑。尽管许多专利早在 1970 年代就已提交,但它们的简单性、低成本和非常高的效率使它们即使在现在也很有吸引力。仍在推出标准的现成产品,利用数字控制、改进的组件和更高效的磁性材料等新技术。

      隔离式和非隔离式 DC-DC转换器之间的主要区别在于变压器或没有变压器。在隔离式转换器中,变压器在直流输入(初级)和直流输出(次级)之间提供安全屏障。非隔离式转换器由低压电池或已包含安全栅的 AC-DC 电源供电。

      非隔离转换器分为三个主要类别——降压、升压和降压-升压。为了使以下原理图更易于理解,它们使用开关而不是晶体管绘制,使用二极管而不是同步整流电路绘制。

      降压转换器降低电压,输出电压低于输入电压。请参见图 1。

      图 1:降压转换器

      当晶体管 (S) 开启时,能量存储在电感器 (L) 中,因为电流流经电感器 (L) 并为电容器 (C) 充电。当 S 关断时,存储在 L 中的能量被释放,电流流入负载并通过二极管 (D) 循环。电容器 (C) 还为负载提供一些能量。这以每秒超过 100,000 次的高频率重复。晶体管 S 导通和关断的时间长度定义了输出电压。

      升压转换器增加电压并且输出电压高于输入电压。请参见图 2。

      图 2:升压转换器

      当晶体管 (S) 导通时,电流流过电感器 (L),再通过晶体管 S 回到输入端。在此期间,能量再次存储在电感器中。当晶体管 (S) 关闭时,电感器充当与输入电压串联的电压源。电感器存储的能量通过二极管 (D) 循环到负载。这会将电容器 (C) 充电到高于输入电压的水平。同样,晶体管 (S) 开启和关闭的时间长度定义了输出电压。

      这种升压转换器拓扑用于大多数 AC-DC 电源的功率因数控制 (PFC) 部分。当然,控制 IC 是不同的,因为它的目的是确保汲取的交流输入电流呈正弦曲线。在高于约 250Vac 的高线电压下,直流输入可能高于电容器 (C) 上的电压。这将降低 PFC 升压转换器的性能,并且由于转换器不在升压模式下运行,功率因数将略有下降。

      降压-升压转换器是降压和升压转换器的组合。输出电压可以高于或低于输入电压。

      图 3:降压-升压转换器

      如您所见,电路更复杂,组件更多。S2、L 和 D2 是升压转换器部分,S1、L 和 D1 是降压部分。