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直流转换器的分类和应用?直流转换器工作原理是怎样的?

2016-07-27
类别:业界动态
eye 790
文章创建人 拍明

  直流转换器,【同名】直流电源转换器,直流变换器,DC-DC转换器,DC-DC 变换器。直流转换器随应用领域的不同,其个体也出现很大差异;功率达几千瓦的转换器,体积自然很庞大,而功率小的可以做成小巧的模块。

  直流转换器的应用

  目前直流转换器广泛应用于电动汽车、电动清洁车、电动摩托车等电动车类电源转换系统,同时也普遍应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。

  直流转换器的分类

  按照功能分类

  升压转换器:将一个较低电压(范围或定值)变换为另一个较高电压(可变或定值)的电压转换器,如输入12V(输入电压范围:10V-15V)经转换后输出48V;

  降压转换器:将一个较高电压(范围或定值)变换为另一个较低电压(可变或定值)的电压转换器,如输入48V(输入电压范围:40V-60V)经转换后输出12V;

  升降压转换器:同时能将一个电压(范围或定值)变换为较低或较高电压(可变或定值)的电压转换器,如输入48V(输入电压范围:40V-60V)经转换后可以输出12V,也可以输出72V;

  按照隔离性能分类

  非隔离转换器:输入输出之间具有一条直流路径,输入输出共地,结构简单,成本低,效率高,安全性能差;

隔离式直流转换器.jpg

  隔离转换器:输入和输出之间进行电气隔离,消除直流路径,输入输出不共地,结构复杂,成本高,效率相对非隔离有所降低,可靠性高;  控制需求分类

  PWM控制型转换器:效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声;

  PFM控制型转换器:即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点;

  PWM/PFM控制型转换器:小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制;

  按照输出需求分类

  单路输出型转换器:经转换输出的电压和电流只是一组固定的值;

  多路输出型转换器:经转换输出的电压和电流可以是多组不同的值;

直流转换器


  直流转换器的工作原理

  直流—直流变换器是将直流电先逆变(升压或降压)成交流电,然后再整流变换成另一种直流电压的直流变换装置。常用的直流—直流变换设备一般是由直流—直流变换模块、监控模块以及与之配套的用户接口板和直流配电单元等组成的一个完整的电源系统。

  系统中多个直流—直流变换模块并联均分负荷运行,将−48V直流电压变换成−24V(或+12V、+5V)直流电压,再经输出分路保险向负载输出;监控模块负责对变换器模块及整个系统的工作状态及性能进行监控,并通过RS232通信口纳入上一级监控系统。

  变换器模块负责将−48V直流电压转换为−24V直流电压,由功率电路和控制电路两大部分组成。功率电路实现从直流输入到直流输出的变换;控制电路提供功率变换所需的一切控制信号,包括反馈回路、直流信号处理、模拟量和开关量的处理电路等。

  功率电路上主要包括直流输入滤波电路、直流—直流变换电路、直流输出滤波电路及辅助电源的部分。

  直流输入滤波电路包含有防浪涌器件、差模、共模滤波器等。遇有雷击或其他高压浪涌时,压敏电阻和瞬态电压抑制器可保护变换器免受冲击。差模滤波器和共模滤波器可有效抑制模块内部产生的高频噪声,同时也使来自直流输入电源的干扰不会影响模块的正常工作。

  直流—直流变换电路主要包括变换电路和整流输出电路,是整个变换模块的重要组成部分。

  辅助电源电路为控制电路提供直流工作电压,同时还提供直流输入电压取样。

  控制电路主要包括直流—直流变换控制电路,保护电路、输出电压误差放大电路以及数字显示、告警、通信电路等。

  其工作原理为:输出经过FB(反馈电路)接到FB pin采样放大器,反馈电压VFB与设定好的比较电压Vcomp比较后,产生差错电压信号,差错电压信号输入到PWM模块,PWM根据差错电压的大小调节占空比,从而达到控制输出电压的目的,振荡器的作用是产生PWM工作频率的三角波,三角波经过斩波电压斩波后,产生方波,其方波就是控制MOSFET的导通时间从而控制输出电压的。

    直流转换器的工作模式

  按照控制电压和锯齿波幅值的关系,开关占空比D可以表示成:(4-2)„直流-直流变换器有两种不同的工作模式:

  1. 电感电流连续模式

  2.电感电流断续模式„在不同的情况下,变换器可能工作在不同的模式。因此,设计变换器和它的控制器参数时,应该考虑这两种不同的工作模式的特性。

  直流转换器的主要技术要求

  (1)输入电压允许变动范围:40~57V。

  (2)输出电压稳定精度:≤±1%。

  (3)应有限流性能,限流整定值可在105%~l10%输出电流额定值之间调整。

  (4)同型号设备应能多台并联工作,并具有均分性能,其不平衡度应≤±5%输出额定电流值。

  (5)输出杂音电压:衡重杂音≤2mV;宽带杂音≤20mV(3.4kHz~30MHz);峰值杂音≤200mV。

  (6)反灌杂音:变换设备在额定工作时,直流电流中宽频杂音分量(方均根值)应小于直流电流的1%。

  (7)效率:<200W时,≥75%;≥200W时,≥70%。

  



责任编辑:Davia

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标签: 直流转换器

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