DC-DC变换器的基本形式和分类

　　DC-DC变换的基本形式是使用一个半导体功率器件做为开关,然后使带有滤波器(电感或电容)的负载线路与直流电压一会断开,一会连接,并在负载上产生另一个直流电压.

　　首先解释一下占空比(Duty Cycle),在一个周期内T内,开关导通的时间tON所占整个周期T的比例,称为导通占空比D,D=ton/T;断开时间toff所占T的比例,称为断开占空比D',D'=toff/T.但通常我们说占空比都指导通占空比.显然,导通占空比越大,负载上可以得到的电压越高;1/T=f为开关频率,f越高,同样也可以得到更高的电压.这种开关在某一固定频率下工作,通过调整开关导通时间(即脉宽)使输出电压在负载变化的情况下保持稳定的方法叫做脉宽调制法(Pulse Width Modulation).此调制方法的特征是电子开关由外加控制脉冲而通断,控制与开关自身流过的电流以及两端电压无关,这种开关称为硬开关.还有被称为软开关的一类,凡使用控制方法使电子开关在电压为零是导通电流,或在电流为零的时候开关关断的称为软开关.理想情况下软开关的开通和断开损耗为零.

　　实现软开关通常采用谐振的方法.谐振就正弦电压加在理想的电感和电容串联电路上.当正弦频率为某一个值时,容抗和感抗相等,电路的阻抗为零,电路电流无穷大称为串联谐振;如果正弦电压加在电感和电容的并联电路上,当正弦频率为某一个值时,电路的导纳为零,电感和电容上的电压无穷大称为并联谐振.开关电源中的电压不是正弦电压,而是直流电压.直流电压在串联LC时,电流按正弦规律无阻尼振荡,其频率为电路的谐振频率.通过谐振,开关两端的电压按正弦规律振荡,当振荡到零时,使开关导通流过电流,我们称这种控制为零电压开通.同理当流过开关的电流振荡到零的时候开关关断,称为零电流关断.由于正向和反向LC回路值不一样,因振荡频率不同,电流幅值也不同,故振荡不对称,通常正向大于负向,故称为准谐振.

　　以准谐振技术为主导的变换器称为变换器.通常,在半桥或全桥变换器中,利用寄生电感和电容或外加谐振电感和电容,就可以实现准谐振变换器.