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什么是直流转换器

时间: 2021-02-25 20:41 作者:8bc0e2776518bf 来源:未知 点击:

    直流转换器(DC-to-DC converter)也称为DC-DC转换器,是电能转换的电路或是机电设备,可以将直流(DC)电源转换为不同电压的直流(或近似直流)电源。其功率范围可以从很小(小的电池)到非常大(高压电源转换)。有些直流转换器的输出电压和输入电压有相同的参考点,而有些直流转换器的输出电压是和输入电压隔离。

  在功率半导体元件及电力电子等相关技术产生之前,若要将小功率的直流电转换成较高电压的直流电,可以先用震荡电路先转换为交流,再用升压变压器升压,最后再用整流器转换为直流。若是较大功率的直流电压转换,会用电动机驱动发电机(有时会整合成dynamotor模组,在一个模组中同时有马达和发电机,一个绕组驱动电动机,另一个绕组产生输出电压)。这些是比较没有效率的作法,其费用也较贵,但当时没有其他更好的作法,像是驱动早期的汽车音响(其中使用的热电子管或是真空管工作电压远高于汽车中6V或12V的电压)。功率半导体及集成电路的出现,使用一些新式电路的成本开始下降,是一般应用可以负荷的价格。比较便宜。这些新式电路包括将直流电转换为高频的交流电,配合一个较小、较低也较便宜的变压器来转换交流电压,再用整流器再转换成直流。1976年时汽车收音机开始使用晶体管,不需要高电压。而使用晶体管的电源供应器也已可以取得,不过仍有些业余无线电使用者使用震荡电路及dynamotor的电源做为需要高电压的无线电发射台电源。

  利用线性电路是可以从较高直流电压中产生较低的电压,甚至使用电阻分压也有类似效果。但这些方式会将多余的能量以热的方式消耗,效率不佳。一直到后来固态切换电路出现后,才有效率较高的直流-直流转换器。

  直流转换器常用在像移动电话及笔记型电脑等,主要由电池供电的行动设备里。这类的电子设备中常有许多的子电路,需要的电源电压也和电池或是外部电源提供的电源不同。而且当电池的电量减少时,其电压也会下降。开关式的直流-直流转换器可以配合一个电压已下降的电池使用,让提供电路的电压维持在一定范围内,因此不需要用多个电池来达到此一目的。

  大部分的直流转换器也会将输出的电压进行稳压,不过也有些例外,像是高效率的LED驱动电路是调节给LED电流的直流转换器,还有简单的电荷泵,是将输出电压加大为原来的二倍或三倍。

  直流转换器也可以配合光伏阵列或风力发动机使用,目的是要让收集到最多的能量,这类设备称为电源优化器。

  一般用在市电电源50–60Hz的变压器,若功率要超过几瓦,其体积就会很大,而且很笨重,而且绕组铜损及铁心的涡电流都会造成能量损失。直流-直流转换器会设计电路,让变压器或是电感可以在较高的频率工作,因此元件较小、较轻、价值也较价宜。甚至这类元件会用在一些原来用传统市电频率变压器的场合。例如,家用电气设备常会将市电电源先整流成直流电,用开关电源供应器的技术转换为所需电压的高频交流电,最后再整流到对应电压的直流电。整个电路比传统配合变压器及整流器的系统要复杂,但价格便宜,效率也会比较好。

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(责任编辑:8bc0e2776518bf)

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