DC/DC转换器应用信息及优缺点

几年来，开关模式电源转换器已广泛用于多个领域的现代电子技术，包括工业、商业、公用事业和消费市场。对于基于低功率 DC/DC 转换的应用，大多数现代电源转换是使用三种主要类型的电源转换器完成的——降压、升压和降压-升压。然而，专门的应用程序使用传统拓扑的高级组合或增强变体。文献中有多种 DC/DC 转换器拓扑结构，但没有一种解决方案可以满足所有应用的需求。一般来说，转换技术在工业、研发和日常生活中得到了广泛的应用。

DC/DC转换器的优缺点

DC/DC 转换器是电力电子和能源驱动领域研究的一个关键方面，因为它们被广泛应用于多种工业应用中。部分应用如图 1 所示。高压增益转换器用于多种复杂应用，包括雷达系统、直流配电系统、数据中心和利用可再生能源 ［2］。这在可再生能源应用中尤为重要，因为高电压增益 DC/DC 转换器有助于提升电压，使其适合与配电系统集成。直流配电通常具有多种优势，包括减少转换单元数量、降低价格和提高电能质量，使其成为各种应用的首选。

图 1. 高增益 DC/DC 转换器的应用。EETech 的图像属性

值得注意的是，电力电子转换器的设计目标通常因应用而异。然而，最常见的标准包括最大限度地提高性能和提高功率密度，同时降低总体成本。此外，还需要注意工作条件，包括环境因素和以合适的频率工作，其中磁芯损耗和开关损耗最小。应注意降低电压和电流的纹波，以及散热和电磁干扰，以便满足功率密度要求。表 1 ［2］ 总结了其中一些方面。

表 1. DC/DC 转换器的主要设计目标。

DC/DC 转换器应用

可再生能源应用：用于可再生能源应用的 DC/DC 转换器拓扑需要汲取连续且平滑的输入电流，以实现纹波降低。它还应该能够与不同类型的电源集成。非隔离交错式高压增益拓扑通常用于连接可再生能源和微电网 ［4］。

医疗设备：隔离式 DC/DC 转换器在安全性至关重要的应用中至关重要。这对于将输出与输入侧的危险电压分开至关重要。但是，非隔离式转换器拓扑可用于 X 射线系统电源等应用。

车辆：在车辆的情况下，主 DC/DC 转换器将来自车载高压电池的电力转换为较低的直流电压，用于为车灯、雨刷和车窗控制装置供电 ［5］。电动汽车和混合动力电动汽车都是如此。在控制系统必须与高压域分离的情况下，隔离是至关重要的。降压-升压转换器用于升压或降压，电荷泵转换器用于电压反转。

智能照明：一些照明应用需要具有高效率、直流控制、电压保护、基于 PWM 的控制和简单设计的 LED 背光驱动器解决方案。用作有效驱动器的 DC/DC 转换器拓扑包括线性稳压器、电荷泵和其他传统开关转换器。

关键要点

DC/DC 转换器是电力电子和能源驱动领域研究的一个关键方面，因为它们被广泛应用于多种工业应用中。

在设计 DC/DC 转换器期间需要满足的最常见标准包括最大限度地提高性能和提高功率密度，同时降低总体成本。

广泛采用 DC/DC 转换器的一些关键应用包括可再生能源集成、医疗设备、车辆、智能照明和其他小型电子设备。　　

      审核编辑：彭静