第十二章 直流直流转换器
直流直流变换器介绍课件
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高频交流电经过变压器后，再通过整流 和滤波，将高频交流电转换为直流电。
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直流直流变换器可以实现电压、电流和 功率的调节，以满足不同的应用需求。
应用领域
电动汽车：作为动 力系统的核心部件，
实现能量转换和分 1
配
航空航天：为航天 4
器提供稳定的电源， 确保航天任务的顺
利完成
太阳能发电：将太 阳能转化为电能，
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演讲人
目录
01. 直流直流变换器概述 02. 直流直流变换器分类 03. 直流直流变换器设计要点 04. 直流直流变换器发展趋势
直流直流变换器概述
基本概念
直流直流变换器： 将直流电转换为 直流电的设备
输入电压：变换 器接收的直流电 压
输出电压：变换 器输出的直流电 压
转换效率：变换 器将输入电压转 换为输出电压的 效率
拓扑结构：变换 器的电路结构， 如升压、降压、 升降压等
控制方式：变换 器的控制方式， 如PWM、PFM 等
应用领域：直流 直流变换器的主 要应用领域，如 电力电子、新能 源等
工作原理
1
直流直流变换器是一种将直流电转换为 直流电的设备。
2
其工作原理是通过控制开关管的通断， 将直流电转换为高频交流电。
考虑电路的损 耗和效率
考虑电路的稳 定性和动态性 能
考虑电路的体 积和成本
考虑电路的可 扩展性和可维 护性
控制策略设计
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控制目标：实现直流直流变换器的稳 定、高效运行
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控制方法：采用PID控制、模糊控制、 自适应控制等方法
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控制参数：根据系统特性和需求，调 整控制参数以实现最佳性能
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直流-直流变换器共157页文档
直流-直流变换器
26、机遇对于有准备的头脑有中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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《直流直流变换器》课件
直流直流变换器具有高效率、较小的尺寸和重量，但在设计和控制上存在一定的挑战。
直流直流变换器的工作原理
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基础电路结构
直流直流变换器的基础电路结构包括功率开关、滤波电感、滤波电容和控制电路。
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Hale Waihona Puke 工作模式及转换过程直流直流变换器在不同工作模式下，可以完成直流电能的变换和传输过程。
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调制方式
直流直流变换器可以通过脉宽调制、调频调制和相移调制等方式实现电能转换的控制。
各种调制方式的实现技术
脉宽调制技术
通过改变脉冲宽度的方式来实 现直流直流变换器的电能转换 控制。
调频调制技术
通过调整载频的方式来实现直 流直流变换器的电能转换控制。
相移调制技术
通过改变相位差的方式来实现 直流直流变换器的电能转换控 制。
直流直流变换器的应用
直流传动系统中的应用
直流直流变换器被广泛用于 电动汽车、电动船舶和工业 机械等直流传动系统。
建筑节能系统中的应用
直流直流变换器可提高建筑 节能系统的能效，减少能源 消耗。
光伏发电系统中的应用
直流直流变换器被用于将太 阳能电池板产生的直流电能 转换为交流电网所需的电能。
总结
1
直流直流变换器的现状与前景
直流直流变换器在能源转换和传输领域具有广阔的应用前景。
2
发展趋势
直流直流变换器的发展趋势包括高效率、高可靠性、智能化和可持续发展等方向。
《直流直流变换器》PPT 课件
直流直流变换器（Direct Current Converter）是一种在电力电子技术领域应用 广泛的设备，用于将直流电能转换为直流电能。
介绍直流直流变换器
定义
直流转换器原理
直流转换器原理直流转换器是一种将电源直流电转换为所需电压和电流的电子器件。
它通常用于电子设备和系统中，如电动汽车、太阳能电池板和存储式集成电路等。
直流转换器通过控制电源直流电的电压和电流，将其转换为所需的电压和电流来满足电子器件的需求。
在直流转换器中，基本电路部件是开关和电感。
在输入电源直流电压施加到电路时，开关将其断开。
当开关关闭时，电容器中会产生瞬时电流和磁场，从而使电流通过电感器。
然后，在输出电路上，开关又会关闭，从而导致电流和磁场减弱，导致电压上升，直到等于或高于输出负载上的电压。
当电容器重新充电时，转化器的工作就完成了。
与传统的电源电路相比，直流转换器具有许多优点。
首先，它可以使用高频操作，因此可以建立小型和轻量级电子设备。
其次，直流转换器可以高效地转换电源电压，从而减少电能浪费和减少使用热量和噪音。
此外，它还可以提供高质量的输出电流和电压，并可以自适应电子设备的负载要求。
直流转换器的工作原理主要取决于其拓扑结构和电路构成。
以下是一些常见的直流变换器拓扑结构：1. 浮空式直流变换器：它采用圆拱形电感器和四个二极管。
当电流通向电感器时，二极管被反变器开关关闭，当电流反向电感时，二极管被反变器开关打开。
此类直流变换器最主要的问题在于电流回路的问题，因为电容器必须用于滤波，以减少回路噪声和抑制二级谐波。
2. buck变换器：它通过远程转换原理来降低输出电压。
这种变换器使用半桥分压器和一个输出电容器。
当变换器工作时，开关将电感器和输出电容器连接到电源电压源。
然后，变换器的工作类似于提供低电阻路径，从而使电荷流进出输出电容器，从而形成输出电压。
3. boost变换器：它通过远程转换原理来提高输出电压。
此类变换器一般用于太阳能电池板和其他燃料电池系统。
由于太阳能电池板输出的电流较低，因此boost变换器可以将输出电压提高至所需值。
4. buck-boost变换器：它采用两个电感模具和两个开关来控制电源电压。
《直流直流变换器》课件
测试方法与步骤
• 测试方法：采用恒流恒压源进行测试，分别对输入电压、 输出电压、输入电流、输出电流进行测量。
测试方法与步骤
测试步骤 1. 将DC电源设置为所需的输入电压。
2. 将DC-DC变换器模块连接到电源和测量设备上。
测试方法与步骤
01
3. 启动电源，并记录测量数据。
02
4. 改变输入电压，重复步骤3。
集成化
集成化技术使得多个功能模块在单一芯片上实现 ，提高了系统的可靠性和紧凑性。
市场发展前景
电动汽车市场增长
随着电动汽车市场的不断扩大，直流-直流变换器的需求量将大 幅增加。
分布式电源并网
分布式电源并网技术的发展将促进直流-直流变换器在分布式能 源系统中的应用。
工业自动化
工业自动化领域的快速发展将带动直流-直流变换器在电机驱动 、自动控制系统等领域的应用。
03
5. 分析测量数据，得出结论。
实验结果分析
数据分析
根据测量数据，分析DC-DC变换器的性能指标 ，如效率、电压增益、电流增益等。
结果比较
将实验结果与理论值进行比较，分析误差原因 。
结论总结
根据实验结果，总结DC-DC变换器的性能特点，并提出改进意见。
05
直流-直流变换器的应用实例
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
可靠性和可维护性。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
直流-直流变换器的实验与测试
实验平台搭建
实验设备
实验平台调试
DC电源、DC-DC变换器模块、电压 表、电流表、电感、电容等。
确保实验设备的正确连接，并进行必 要的调试，以确保实验的顺利进行。
直流直流转换器工作原理
直流直流转换器工作原理直流直流转换器是一种用于将直流电能转换为不同电压或电流的电力转换设备。
它的工作原理是通过控制电路中的开关管器件，将输入的直流电压转换为所需的输出电压。
直流直流转换器在许多领域都有广泛的应用，包括电力电子、工业控制、电信、医疗设备等。
直流直流转换器的工作原理涉及到一些基本的电路理论和器件技术。
其中最常见的直流直流转换器是升压型和降压型两种。
下面我们将分别介绍这两种转换器的工作原理。
首先是升压型直流直流转换器，也称为升压型DC-DC转换器。
它的工作原理是通过控制开关管器件的通断，将低电压直流输入转换为高电压直流输出。
升压型转换器的核心部件是电感和开关管，典型的电路结构包括输入电容、开关管、电感、输出电容和输出负载。
当开关管导通时，电感会存储电能，然后在开关管断开时释放电能，从而提高电压。
通过控制开关管的导通比例和频率，可以实现输出电压的精确控制。
其次是降压型直流直流转换器，也称为降压型DC-DC转换器。
它的工作原理是通过控制开关管器件的通断，将高电压直流输入转换为低电压直流输出。
降压型转换器的核心部件也是电感和开关管，典型的电路结构与升压型转换器类似。
当开关管导通时，电感存储输入电能，然后在开关管断开时释放电能，从而降低电压。
同样，通过控制开关管的导通比例和频率，可以实现输出电压的精确控制。
除了升压型和降压型直流直流转换器，还有一种叫做升降压型的转换器，可以实现输入电压向上或向下转换。
它的工作原理结合了升压型和降压型转换器的特点，通过合理的控制和设计，可以实现更加灵活的电压转换。
直流直流转换器的工作原理涉及到了开关管的控制、电感的能量存储和释放、输出电容的滤波等基本电路原理。
通过合理的设计和控制，可以实现输入输出电压的稳定转换，并在不同的场合发挥其特点和优势。
直流直流转换器作为电力电子的重要组成部分，对于提高电能利用率、改善系统性能、实现电能互联等方面起着至关重要的作用。
直流直流变换器
率。
热设计
热分析
对变换器进行热分析，确 定关键发热元件和最高温 度点，为散热设计提供依 据。
散热设计
根据热分析结果，选择适 当的散热方式，如自然散 热、强制风冷或液冷等。
热管设计
利用热管的高效传热特性， 将热量从发热元件传导至 散热器，提高散热效果。
直流-直流变换器
目录
• 引言 • 直流-直流变换器的分类 • 直流-直流变换器的应用 • 直流-直流变换器的设计与优化 • 直流-直流变换器的挑战与解决方
案 • 未来展望
01
引言
定义与作用
定义
直流-直流变换器是一种将直流电 能转换为另一种直流电能的装置 。
作用
在电力电子、通信、仪器仪表、 工业自动化等领域，直流-直流变 换器广泛应用于电压调节、电流 控制和电源管理等方面。
电磁兼容性（EMC）设计
滤波设计
在变换器输入和输出端加入滤波电路，抑制电磁 干扰的传播。
屏蔽设计
对关键电路和元件进行屏蔽，以减小电磁干扰的 影响。
接地设计
合理设计接地网络，降低地线回路的干扰电压， 提高系统的电磁兼容性。
05
直流-直流变换器的挑战 与解决方案
效率与体积的权衡
挑战
在设计和制造直流-直流变换器时， 需要权衡效率和体积。通常情况下， 更高的效率需要更大的体积和更复杂 的电路设计。
THANKS
感谢观看
多路输出直流-直流变换器的发展
随着多路输出电源需求的增加， 多路输出直流-直流变换器的发
展成为未来的重要方向。
多路输出直流-直流变换器能够 同时提供多路稳定、可调的直流 电压，满足各种不同设备的电源
《直流交流变换器》课件
直流交流变换器在可再生能源系统中的应用有助于推动可再生能源的发展，减少对 化石能源的依赖，降低环境污染。
06
直流交流变换器的未来发展与挑战
技术发展趋势
高效能
随着能源需求的日益增长，直流 交流变换器的高效能技术将不断
分布式电源系统中的直流交流变 换器具有较小的体积和重量，能 够实现高效、灵活的能源转换，
提高能源利用效率。
直流交流变换器在分布式电源系 统中的应用有助于实现能源的分 散化和智能化管理，提高能源供
应的可靠性和稳定性。
可再生能源系统中的应用
在可再生能源系统中，直流交流变换器可以将直流电能转换为交流电能，促进可再 生能源的开发和利用。
工作原理
通过一定的电路结构和控制方式 ，实现直流电和交流电之间的转 换。
直流交流变换器的应用场景
分布式电源系统
在分布式电源系统中，直流交流变换 器可以用于将光伏、风能等可再生能 源发出的直流电能转换为交流电能， 供给负载使用。
电动汽车充电桩
智能家居系统
智能家居系统中的电源适配器可以将 直流电能转换为交流电能，供给各种 家用电器使用。
力巨大。
竞争格局
市场竞争激烈，企业需要不断提 高技术水平和产品质量，以应对
同行的挑战。
法规与标准
各国政府对能源转换效率和环保 要求日益严格，企业需要关注相 关法规和标准的变化，确保产品
符合要求。
未来研究方向
新材料应用
探索新型材料在直流交流变换器中的应用，以提 高能源转换效率和降低成本。
多功能集成
研究如何将多种功能集成于一个变换器中，以实 现更高效、紧凑的能源转换解决方案。
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三、轿车用ＤＣ / ＤＣ 转换器
１. 丰田普锐斯用DC/DC转换器 １)增压和降压转换器
如图所示，增压转换器HV蓄电池输出的额定 电压由DC201.6V增压到DC500V的最高电压，转换器包 括增压IPM(集成功率模块)，其中内置的IGBT(绝缘栅 极双极型晶体管)进行转换控制，而反应器存储能量， 通过使用这些组件，转换器将电压升高,MG1或MG2作为 发电机工作时，变频器将交流电转换为直流电，然后 增压转换器将其降低到DC201.6为HV 蓄电池充电。
第二节 单、双向DC/DC转换器工作原理
一、燃料电池用的全桥DC/DC变换器 全桥DC/DC变换器输入端用4个导通开关和4个整流
二极管共同组成大功率的直流电转换器(IGBT)，中部为 高频变压器Tr，输出端用4个整流二极管共同组成整流 器，全桥DC/DC变换器电路原理如图所示。
二、双向DC/DC变换器
第十二章 直流/直流转换器
本章要求:
1.了解电动汽车辅助子系统的组成； 2.知道单、双向DC/DC转换器工作原理； 3.了解DC/DC变换器工作原理。
直流/直流转换器的缩写是DC/DC(Direct Current，DC)。 DC/DC转换器其主要功能是:把高压Байду номын сангаас400V直流降压为燃
油汽车中发电机的直流电压如14V或28V，400V蓄电池在汽车 行 驶 中 会 降 到 电 动 机 不 能 工 作 的 电 压 ， 例 如 电 压 280V ， DC/DC(直流/ 直流转换器)保证在280~400V 变化电压区间内 输出稳定的14V 电压，另外当主蓄电池完全放完电汽车已经 不能行驶时， DC/DC仍能从蓄电池中吸取能量向电动汽车的 基本辅助子系统提供稳定的14V电力。
如图所示为奔驰400双向直流电压整流器，支持发动 机停止时的12V蓄电池(高压蓄电池→12V蓄电池)支持实 现助力效果的高压蓄电池(12V蓄电池→高压蓄电池)、通 过12V充电器或保养 车辆进行跨接起动 (12V蓄电池→高压 蓄电池)、通过电容 器进行自放。
练习题
1.电动汽车辅助子系统由哪几部分组成？ 2.简述单、双向DC/DC转换器的基本工作原理。 3.简述DC/DC变换器的基本工作原理。
第一节 电动汽车辅助子系统
一、保留铅蓄电池的必要性 在电动汽车中，除动力电动机以外的高压400V外，人
们常把空调器、收音机、喇叭、车灯系统、电动车窗、刮水器、 动力转向系统、液压制动、气动制动、空调加热器等统一称呼 为辅助子系统，它们多为14V或28V。
混合动力车和电动汽车按说也能省去铅蓄电池，但实 际上还是保留了铅蓄电池，这样做有两大原因，一是保留铅蓄 电池更能够降低整个车辆的成本，二是确保电源的冗余度。
2) DC/DC转换器
如图所示，车辆的辅助设备，如车灯、音响系统、 空调系统(除空调压缩机)和ECU，它们由DC12V的供电系统供 电。由于二代混合动力普锐斯发电机输出额定电压为 DC201.6V，因此，需要转换器将这个电压降低到DC12V来为备 用蓄电池充电，这个转换器安装于变频器的下部。
2.奔驰400双向直流电压整流器
二、低压系统 汽油车电器通常采用12V供电，所以DC/DC降压输出发电
机发电时的14V，对于24V电器系统的柴油车要降压为28V。 三、次高压系统
为了节约能量，对于那些功率大的设备，如电动机控制 器、动力转向系统、液压制动或气动制动、空调除霜器(加 热器)等要采用较高的电压供电，因此有几个DC/DC转换器， 它们降压分别输出除了常规的14V、28V之外，还要采用48V 甚至120V的次高压， 这使得电动汽车的辅助蓄电池系统比 燃油汽车的原车系统更为复杂。