15、DC-DC 转换器与反馈控制系统知识解析

DC-DC 转换器与反馈控制系统知识解析

1. DC-DC 转换器

1.1 拓扑缺点与解决办法

某些 DC - DC 转换器拓扑存在电池和输入二极管电流峰值的问题。在电流从一个绕组换向到另一个绕组时，两个二极管短暂导通，等效电感变得很低，导致电流尖峰。例如，一个为 100W 负载设计的转换器会产生 100A 的重复电流尖峰。通过增加漏电或其他额外的串联电感可以限制这种尖峰。

1.2 高功率解决方案

• 隔离转换器 ：在高功率水平下，可能需要隔离转换器将负载接地与电池接地分开。这种解决方案可利用传统交流插头，允许各种家用负载连接到本地电网。设计要求高功率密度，通过密集集成可以实现。若半导体额定电压较低（最好低于 60Vdc），电子设备的集成会更容易。
• 复杂功率转换器结构 ：有一种基于反激/正激转换器原理构建的复杂功率转换器结构，既可以像反激转换器一样存储能量，也能像正激转换器一样进行能量传输。在隔离变压器的初级侧，两个开关与初级绕组串联，可根据反激转换器原理供电。此外，第二组开关还能为简单绕组提供负电压，整体可产生交流波形所需的两种极性的输出电压。为简化控制电路和减少损耗，初级侧在不连续导通模式（DCM）下运行，占空比根据整流正弦参考进行调整，次级侧电流脉冲的平均值遵循该正弦参考。同时，采用四开关桥式拓扑将次级电压整流到输出电容器上，其操作类似于同步整流原理。

1.3 高增益转换拓扑

• 电压倍增整流 ：一种用于高增益转换的拓扑与升压或反激转