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dcdc變換器工作原理,雙向dcdc電路介紹

發(fā)布時(shí)間：2025-07-21 18:52:01
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dcdc變換器工作原理,雙向dcdc電路介紹

一、基本原理

DC-DC 變換器是一種運(yùn)用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，將輸入直流電壓轉(zhuǎn)換為不同數(shù)值直流輸出電壓的電子裝置。其核心在于通過(guò)開(kāi)關(guān)器件的周期性通斷操作，精準(zhǔn)控制能量的存儲(chǔ)與釋放過(guò)程，實(shí)現(xiàn)直流電壓的轉(zhuǎn)換功能。

二、工作原理

（一）儲(chǔ)能階段

當(dāng)開(kāi)關(guān)器件（如 MOSFET 或 IGBT）處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，輸入電源向電感或電容輸送能量。電感通過(guò)電流建立磁場(chǎng)儲(chǔ)存磁能，這一過(guò)程遵循電磁感應(yīng)定律，能量以磁場(chǎng)形式暫存在電感中；而電容則利用其特性存儲(chǔ)電荷，將能量以電場(chǎng)形式進(jìn)行暫存。

（二）釋能階段

開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷后，電感通過(guò)續(xù)流二極管向負(fù)載釋放能量，電容則開(kāi)始放電，以此維持輸出電壓的穩(wěn)定。此時(shí)，電感產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：一是與輸入電壓疊加，從而實(shí)現(xiàn)升壓功能；二是獨(dú)立供電，以達(dá)到降壓效果。

三、雙向 DC-DC 拓?fù)?/div>

（一）半橋結(jié)構(gòu)的雙向 DC/DC 拓?fù)浼肮ぷ髂Ｊ?/div>

半橋結(jié)構(gòu)的雙向 DC/DC 拓?fù)渫ǔ＞哂刑囟ǖ慕Y(jié)構(gòu)形式，在一般應(yīng)用中，低壓側(cè)可連接儲(chǔ)能電池或超級(jí)電容等，高壓側(cè)則可與 DC/AC 換流器或直流負(fù)載（如電機(jī)）相連。
雙向dcdc電路

當(dāng)電池放電時(shí)，從輸入端 Ui 往輸出端 Uo 方向看，變換器工作在 boost（升壓）模式；反之，當(dāng)給電池充電時(shí)，從輸出端 Uo 往輸入端 Ui 看，變換器則處于 buck（降壓）模式。

（二）雙向 DC-DC 電路

雙向 DC-DC 電路的本質(zhì)是在保持輸入、輸出電壓極性不變的前提下，依據(jù)實(shí)際需求改變電流的方向，從而實(shí)現(xiàn)雙象限運(yùn)行的雙向直流變換器功能。

通過(guò)調(diào)節(jié) MOS 管的開(kāi)斷動(dòng)作，可以改變輸出電流的方向。巧妙運(yùn)用輸入輸出端口，該電路既能實(shí)現(xiàn)降壓功能，也能實(shí)現(xiàn)升壓功能。其基本電路結(jié)構(gòu)由兩個(gè) MOS 管和兩個(gè)二極管組成，具體的電路結(jié)構(gòu)圖如下圖所示
雙向dcdc電路

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