高级转换器拓扑的分类以及工作方式

开关模式电源转换器已广泛用于多个领域的现代电子威廉希尔官方网站 ，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，专业应用需要更高级的组合或传统拓扑的增强变体。

高级转换器拓扑

DC/DC 转换器是研究电力电子和能源驱动的一个关键方面，因为它们广泛应用于多种工业应用中。DC/DC 转换威廉希尔官方网站 建立于 1920 年代 ［1］。从那时起，DC/DC 转换威廉希尔官方网站 有了长足的进步。由于两个主要的行业趋势，它们也正在发生重大变化：低电压和高功率密度。这导致全球DC/DC转换器的产量远远超过AC/DC转换器。

DC/DC 转换器的最简单形式是分压器，如变阻器或电位计。但是，它只能传输低于输入电压的输出电压，而且转换效率也很差。一些基本的分压器电路如图 1 所示。

DC/DC 转换器发展的下一步是多象限斩波器。

通信威廉希尔官方网站 的发展推动了DC/DC转换威廉希尔官方网站 的快速发展。在高层次上，DC/DC 转换器已根据其演变分为几代 DC/DC 转换拓扑。它们被归类为不同的转换器系列。根据一些可能不完整的统计数据，在过去的 6 年中，已经开发了 500 多个 DC/DC 转换器原型。

图 1. 基本分压器电路。EETech 的图像属性

DC/DC转换器的分类

经典或传统转换器被归类为第一代转换器。它们通常以单象限模式工作并在低功率范围内工作。其中包括降压、升压和降压-升压等基本转换器，以及一些变压器型转换器。

第二代转换器包括多象限DC/DC转换器，工作在二象限或四象限工作模式。它们在中等输出功率范围内工作，可分为两大类——源自基本第一代转换器的拓扑和基于变压器的拓扑。

第三代转换器基于开关元件转换器形成，并使用电感器或电容器实现，因此称为开关电感器或开关电容器电路。它们以高输出功率范围执行二象限或四象限操作，并具有高功率密度和转换效率的优势。

第四代转换器主要由软开关转换器组成，例如零电流开关 （ZCS） 和零电压开关 （ZVS） 转换器。它们可分为谐振开关转换器、负载谐振转换器、谐振直流链路转换器和高频链路积分半周期转换器。大部分注意力仅集中在谐振开关转换方法上。

第五代转换器包括同步整流器 （SR） 转换器，它们有助于开发计算威廉希尔官方网站 。一般来说，低输出电压和强电流的电源广泛用于通信、工业应用和计算机设备。

第六代转换器由多个储能元件谐振（MER）转换器组成。反过来，这些已根据谐振储能元件进行分类。

图 2 显示了 DC/DC 转换器系列的概要。

图 2. DC-DC 转换器系列。EETech 的图像属性

高阶 DC/DC 转换器工作原理

在降压、升压和降压-升压转换器的情况下，开关和二极管交替打开和关闭。它们通常工作在连续导通模式，电感电流是连续的。一些降压-升压转换器（如 SEPIC 和 Cuk）建立在传统拓扑的基础上，同时提供额外的好处，如减少端子处的电流纹波。还有其他基于变压器的拓扑结构，例如正激转换器、反激转换器、推挽转换器、桥式转换器和 Zeta 转换器 。可以使用基尔霍夫定律等电路分析概念，与基本转换器以及谐振和互感的基本电气原理类似地分析这些。

关键要点

DC/DC 转换器的最简单形式是分压器，如变阻器或电位计。但是，它只能传输低于输入电压的输出电压。

DC/DC 转换器发展的下一步是多象限斩波器。

在高层次上，DC/DC 转换器已根据其演变分为几代 DC/DC 转换拓扑。它们被分类为属于不同的转换器系列。