一、DC-DC變流器分類

大體可以分為按電路結(jié)構(gòu)可分為經(jīng)典型DC-DC變換器(Classic DC-DC Converters)和控制型DC-DC變換器(Controlled DC-DC Converters );按主要的控制類型可分為無源控制(Passive Control)和有源控制(Active Control);按功率轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可分為開關(guān)(Switch)和調(diào)壓( regulate);根據(jù)不同輸出電壓的特點(diǎn)，可分為單極輸出(Single-Ended)、差動(dòng)輸出(Differential )和多極輸出(Multiple Output);按功耗類型可分為高效率變流器和低功耗變流器，如DC/DC變流器、DC/AC變流器、AC/DC變流器和AC/AC變流器。

二、DC-DC變流器工作原理

來自直流電源的能量會(huì)在DC-DC變流器中發(fā)生變換，由于其能在較寬范圍內(nèi)調(diào)整輸出電壓，內(nèi)部使用開關(guān)元件將能量從源端盡可能吸取到負(fù)載端，以保證改變輸出能量的穩(wěn)定，耽誤的損耗降至最低，實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的能量變換。

DC-DC 變流器一般工作由以下幾個(gè)步驟：

①首先，DC-DC變換器的核心部分是一個(gè)開關(guān)，它能夠?qū)崿F(xiàn)快速的能量轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)換的能量，當(dāng)作負(fù)載的能量供應(yīng)。

②其次，變流器在此過程中輸入端電壓低于輸出端電壓，開關(guān)——即may整流器——通過短路電流從輸入端吸收能量，將其轉(zhuǎn)移到負(fù)載端。

③再次，DC-DC變流器需要使用來自直流電源的能量變換，這就需要一個(gè)特殊的控制器，用來控制開關(guān)的開啟和關(guān)閉，以便建立定量的能量。

三、DC-DC變流器主要用途

1、用于趨勢(shì)發(fā)展：隨著科技的發(fā)展，高壓直流技術(shù)(包括DC/DC穩(wěn)壓器)已成為目前電力、交通、工業(yè)發(fā)展和通信建設(shè)的一個(gè)趨勢(shì)。

2、用于UPS：UPS(不斷電源)可以確保節(jié)省能源，減少尾氣排放，減少發(fā)電系統(tǒng)的排放。DC-DC變換器可以從交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，用于UPS系統(tǒng)，以便確保UPS的正常使用。

3、用于新能源：DC-DC變換器可以得到合適的電壓，安裝在太陽能系統(tǒng)或風(fēng)能系統(tǒng)上，以及通過充電樁，用于向電動(dòng)汽車充電，用于存儲(chǔ)并分發(fā)源頭電源。

4、用于汽車應(yīng)用：隨著現(xiàn)代汽車對(duì)應(yīng)用電子技術(shù)的要求日益增多，DC-DC變換器的使用也在汽車行業(yè)中趨勢(shì)增多，在汽車上部署DC-DC變換器可以滿足汽車內(nèi)部系統(tǒng)的功耗。

5、用于航天：DC-DC變換器特別適合航天行業(yè)的應(yīng)用，針對(duì)復(fù)雜的火箭和探測(cè)器發(fā)射系統(tǒng)，可以提供低電壓和高功率的調(diào)整，從而讓航天設(shè)備獲得良好的發(fā)射性能，為航天研究開展貢獻(xiàn)力量。

新能源汽車DC/DC變換器常用類型有哪些，分別都有什么作用呢?下面我們就一起來了解這些方面的內(nèi)容。

新能源汽車DC/DC變換器有降壓型變換器、穩(wěn)壓型變換器和升壓型變換器。

降壓變換器幾乎所有新能源汽車都會(huì)應(yīng)用，穩(wěn)壓器主要用在Start-Stop系統(tǒng)，升壓器個(gè)別整車企業(yè)會(huì)應(yīng)用，主要集成在逆變器里。

降壓型DC/DC變換器的作用是將動(dòng)力電池輸出的高壓電轉(zhuǎn)換成低壓電，給汽車低壓電氣設(shè)備供電，同時(shí)給低壓蓄電池充電。

當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，低壓蓄電池為低壓電氣設(shè)備供電，當(dāng)行駛時(shí)，DC/DC變換器為低壓電氣設(shè)備供電。

12V穩(wěn)壓型DC/DC變換器是防止在車輛啟動(dòng)過程中，電壓的波動(dòng)對(duì)一些敏感器件產(chǎn)生影響。

升壓型DC/DC變換器的作用是為了提高新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的效率，選擇用一個(gè)Boost的升壓器來提高逆變器輸入的總線電壓。

01. DC/DC變換器在純電動(dòng)汽車中的應(yīng)用

純電動(dòng)汽車中的DC/DC變換器應(yīng)用主要包括對(duì)低壓蓄電池充電、低壓電氣設(shè)備供電、減速或制動(dòng)時(shí)的能量回收及提供驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需要電壓等。

在車輛行駛過程中，DC/DC變換器將動(dòng)力電池電壓轉(zhuǎn)換電動(dòng)機(jī)所需要的電壓，再經(jīng)過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

當(dāng)車輛減速制動(dòng)時(shí)，DC/DC變換器將車輛減速/制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電能經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換輸入給動(dòng)力電池，完成能量回收。

最重要的是，DC/DC變換器將動(dòng)力電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓為低壓蓄電池充電，同時(shí)為整車低壓電氣設(shè)備供電。

02. 雙向DC/DC變換器在混合動(dòng)力汽車中的應(yīng)用

當(dāng)混合動(dòng)力汽車啟動(dòng)/極低車速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低效率區(qū)域中工作，能量管理系統(tǒng)將切斷燃油，使發(fā)動(dòng)機(jī)停止，僅由電動(dòng)機(jī)提供機(jī)械能，此時(shí)DC/DC變換器將動(dòng)力電池電壓轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)所需要的電壓，再經(jīng)過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

汽車在正常行駛時(shí)，此時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出兩路能量，一路提供汽車運(yùn)行的機(jī)械能，另一路使得電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，向動(dòng)力電池充電，直至合理狀態(tài)，以備加速爬坡時(shí)提供輔助能量或回收制動(dòng)能量，DC/DC變換器將電動(dòng)機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換輸入給動(dòng)力電池，完成充電。

當(dāng)混合動(dòng)力汽車爬坡/加速時(shí)，除了發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)外，還需啟動(dòng)動(dòng)力電池輸出電能，使得電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)提供輔助機(jī)械能，增加車輪的驅(qū)動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳效率區(qū)間。

DC/DC變換器將動(dòng)力電池電壓轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)所需要的電壓，在經(jīng)過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

汽車在減速或制動(dòng)時(shí)，車輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，能量回饋給儲(chǔ)能裝置，DC/DC變換器將電動(dòng)機(jī)的電能經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換輸入給動(dòng)力電池，完成能量回收過程。

汽車在怠速狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)一般自動(dòng)停止，沒有常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的怠速，但當(dāng)動(dòng)力電池沒有達(dá)到規(guī)定的電量狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)給動(dòng)力電池充電，直至達(dá)到合理的電量狀態(tài)。

此時(shí)DC/DC變換器將電動(dòng)機(jī)所發(fā)的電能經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換輸入給動(dòng)力電池，完成充電。

03. 雙向DC/DC變換器在新能源汽車復(fù)合電源中的應(yīng)用

雙向DC/DC變換器與超級(jí)電容串聯(lián)，車輛加速時(shí)，DC/DC變換器將超級(jí)電容提供的額外大電流傳遞給逆變器，減速制動(dòng)時(shí)，DC/DC變換器將電機(jī)回饋的能量傳遞給超級(jí)電容，使能量儲(chǔ)存在超級(jí)電容中。

DC/DC變換器與超級(jí)電容串聯(lián)，超級(jí)電容與動(dòng)力電池并聯(lián)組成復(fù)合電源，這種連接方式更適合用于新能源汽車輔助儲(chǔ)能系統(tǒng)。

04. 知名DC/DC變換器廠家

迪龍新能源科技河北有限公司(迪龍新能源)依托迪龍集團(tuán)20年電源研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，深耕研發(fā)創(chuàng)新，致力于電動(dòng)汽車車載充電系統(tǒng)、新能源車載充電系統(tǒng)以及設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

迪龍新能源通過IATF16949:2016體系認(rèn)證，是新能源汽車市場上各種車載充電機(jī)、DC/DC變換器研發(fā)、生產(chǎn)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)使我們能夠快速、靈活地為客戶提供不同的解決方案，研發(fā)團(tuán)隊(duì)由在電源領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家和工程師組成，研發(fā)團(tuán)隊(duì)占比公司超過50%，力爭做中國新能源汽車車載電源供應(yīng)行業(yè)的開拓者、領(lǐng)航者。

迪龍集團(tuán)合作的中外新能源汽車制造商數(shù)量超過170多家，與部分新能源汽車制造商合作超過10年，無論是現(xiàn)有的產(chǎn)品還是定制化的解決方案，安全可靠的產(chǎn)品質(zhì)量都符合國際標(biāo)準(zhǔn)和要求。

DC-DC指直流轉(zhuǎn)直流電源(Direct Current)。是一種在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)電壓值得電能的裝置。如，通過一個(gè)轉(zhuǎn)換器能將一個(gè)直流電壓(5.0V)轉(zhuǎn)換成其他的直流電壓(1.5V或12.0V)，我們稱這個(gè)轉(zhuǎn)換器為DC-DC轉(zhuǎn)換器，或稱之為開關(guān)電源或開關(guān)調(diào)整器。

DC-DC轉(zhuǎn)換器一般由控制芯片，電感線圈，二極管，三極管，電容器構(gòu)成。在討論DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能時(shí)，如果單針對(duì)控制芯片，是不能判斷其優(yōu)劣的。其外圍電路的元器件特性，和基板的布線方式等，能改變電源電路的性能，因此，應(yīng)進(jìn)行綜合判斷。

DC-DC轉(zhuǎn)換器的使用有利于簡化電源電路設(shè)計(jì)，縮短研制周期，實(shí)現(xiàn)最佳指標(biāo)等，被廣泛用于電力電子、軍工、科研、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、儀器儀表、交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、路由器等通信領(lǐng)域和工業(yè)控制、汽車電子、航空航天等領(lǐng)域。具有可靠性高、系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn)，電源模塊的應(yīng)用越來越廣泛。此外，DC-DC轉(zhuǎn)換器還廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)、便攜式媒體播放器等產(chǎn)品中。在電路類型分類上屬于斬波電路。

2、 特點(diǎn)

其主要特點(diǎn)是效率高：與線性穩(wěn)壓器的LDO相比較，效率高是DCDC的顯著優(yōu)勢(shì)。通常效率在70%以上，效率高的可達(dá)到95%以上。其次是適應(yīng)電壓范圍寬。

A: 調(diào)制方式

1: PFM(脈沖頻率調(diào)制方式)

開關(guān)脈沖寬度一定，通過改變脈沖輸出的頻率，使輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定。PFM控制型即使長時(shí)間使用，尤其小負(fù)載時(shí)具有耗電小的優(yōu)點(diǎn)。

2: PWM(脈沖寬度調(diào)制方式)

開關(guān)脈沖的頻率一定，通過改變脈沖輸出寬度，使輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定。PWM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。

B: 通常情況下，采用PFM和PWM這兩種不同調(diào)制方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能不同點(diǎn)如下。

PWM的頻率，PFM的占空比的選擇方法。PWM/PFM轉(zhuǎn)換型小負(fù)載時(shí)實(shí)行PFM控制，且在重負(fù)載時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到PWM控制。