功率开关变换器利用调节开关的开启和关断来调节变换器输出电压的大小,即把输入的电能转化为符合输出要求的高效率电能。按照功率转化类型,功率开关变换器可分为下列4种类型:
(1)DC/DC(直流/直流)变换器;
(2)DC/AC(直流/交流)变换器;
(3)AC/AC(交流/交流)变换器;
(4)AC/DC(交流/直流)变换器。
DC/DC变换器按是否采用高频变压器分为隔离式和非隔离式两类,隔离式DC/DC变换器可由非隔离式演变而来,非隔离式DC/DC变换器的基本拓扑是降压变换器(13uck电路)和升压变换器(Boost电路),这两种基本电路的组合又构成了另外两种基本变换器:降压—升压变换器(Buck—Boost电路)和升压—降压变换器(Cuk电路)。这几种电路都有电感电流连续与断续的工作状态,而燃料电池电动汽车使用DC/DC变换器,则要求电感电流工作在连续的状态。隔离式的变换器由基本的非隔离式变换器和隔离变压器组成,这类功率变换电路包括单端正激、单端反激、推挽式、半桥式和全桥式等。
双向DC/DC变换器的电路拓扑有很多种如图6-4所示。常见的有电流双象限变换器、全桥变换器、T形双向升降压变换器、级联式升降压变换器、CUK双向变换器、Sepic—Zeta双向变换器以及基于上述拓扑的衍生电路,其功能和特点见表6-1。
表6-1 常见双向变换器功能及特点对比(www.xing528.com)
续表
DC/DC变换器又称斩波器,具有成本低、可靠性高、结构简单等特点,广泛应用于便携式电子设备、工业仪表、航空航天、通信及电车的无级变速等领域,能够实现上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,还能够有效抑制电网侧谐波电流噪声及节约电能。由于DC/DC变换器具有最基本和最简单的电路结构,为提高其工作效率而采取的控制措施也可被其他变换电路所采纳,因此对DC/DC变换器有关问题的研究也一直是电力电子工程界关注的领域。
常见双向变换器功能及特点对比见表6-1。
图6-4 常见双向变换器结构
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