DC/DC变换电路解析：升降压原理与PWM控制

"DC-DC变换电路是电力电子技术中的一种关键转换装置，主要用于将固定的直流电压转换为另一固定或可调电压的直流电能。本文主要总结了升降压变换电路，这是一种既能升压又能降压的电路，具有电路结构简单、功能多样的特点。然而，这种电路的缺点是电源侧和负载侧的电流波动较大，可能导致系统稳定性受到影响。" 在DC/DC变换电路中，主要包括几种基本类型：降压斩波电路、升压斩波电路以及本文重点讨论的升降压斩波电路。其中，升降压斩波电路因其灵活性，能够适应不同的电源和负载需求，因此在许多应用中都有所使用。这种电路的核心在于使用开关元件（如IGBT）和储能元件（如电感或电容）来控制输出电压。 直流PWM（脉宽调制）控制技术是实现直流变换的关键。PWM的基本原理是通过改变开关元件的导通时间占总周期的比例（即占空比D）来调节输出电压的平均值。当开关元件导通时，输出电压等于输入电压；而当开关元件断开时，输出电压为0。通过调整占空比D，可以精确地控制输出电压，实现电压的连续调节。 导通占空比D的定义是开关元件在一个周期内导通的时间与总周期的比值，它直接影响输出电压的平均值。例如，如果D=0.5，那么输出电压平均值为输入电压的一半；如果D=1，输出电压等于输入电压。通过改变占空比，可以实现输出电压的线性调节，这是PWM技术的主要优点。 为了改变占空比，有几种策略可以采用，包括脉冲频率调制（PFM）和脉宽调制（PWM）。在PFM中，保持导通时间ton不变，改变整个周期TS，从而改变占空比。而在PWM中，通常保持周期TS恒定，改变导通时间ton来调整占空比。 尽管升降压变换电路提供了灵活的电压调节能力，但其电源侧和负载侧电流的大幅波动可能导致效率降低，同时对滤波元件和开关元件的应力增大，可能需要更复杂的控制策略和更高质量的组件来保证系统的稳定性和可靠性。因此，在设计和应用这类电路时，需要综合考虑效率、稳定性、电磁兼容性等多个因素，以确保系统的最佳性能。