DC/DC变换电路详解：升压原理与PWM控制

"这篇文档主要总结了DC-DC变换电路中的升压变换电路，讨论了其优缺点，并简要介绍了DC/DC变换的基本原理和PWM控制技术。" 在电力电子领域，DC-DC变换电路是一种重要的电力转换技术，用于将一个直流电压水平转换为另一个可能固定的或可调节的直流电压水平。升压变换电路，正如标题所提到的，是一种能够提升输入电压至更高输出电压的电路。这种变换电路的主要优点在于其设计简洁，对电源侧的电流冲击小。然而，它也存在缺点，比如在负载侧会导致电流波动较大，并且它只能升压，无法实现降压功能。因此，升压变换电路不适宜在输出端开路的情况下工作，因为这可能导致输出电压无限升高，从而损坏电路。 文档中进一步介绍了几种基本的直流斩波电路，包括降压斩波、升压斩波、升降压斩波以及库克变换电路。这些电路是DC/DC变换的基础，它们通过控制开关元件（如IGBT）的导通和断开来改变负载上的电压平均值。其中，PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制技术是控制这些变换器的关键，它通过调整开关元件的导通时间占总周期的比例（即占空比D）来控制输出电压。 当开关管T导通时，负载两端的电压等于输入电压US；而当开关管断开时，负载电压为0。通过改变占空比D，可以调整负载上的平均电压，即R两端的平均电压UR = DSU。占空比D的大小可以通过脉冲频率调制（PFM）、脉冲幅度调制（PAM）或者PWM的混合方式来控制。 PWM控制技术是直流变换的核心，它允许在保持开关频率恒定的同时调整输出电压，通过调整脉冲宽度来改变占空比，进而改变输出平均电压。这种方式既能有效控制输出电压，又能保持开关器件的开关频率相对稳定，有利于减小开关损耗和提高效率。 在实际应用中，例如在直流调速系统、多电压等级供电系统，或者如太阳能电池这类低电压源的升压应用中，DC-DC变换器和升压变换电路都发挥着至关重要的作用。通过理解这些基本原理和技术，工程师能够设计出更高效、更稳定的电源转换解决方案。