直流操作電源系統(tǒng)簡(jiǎn)介

直流-直流(DC/DC)變換器工作原理

直流—直流變換器是將直流電先逆變（升壓或降壓）成交流電，然后再整流變換成另一種直流電壓的直流變換裝置。常用的直流—直流變換設(shè)備一般是由直流—直流變換模塊、監(jiān)控模塊以及與之配套的用戶接口板和直流配電單元等組成的一個(gè)完整的電源系統(tǒng)。

系統(tǒng)中多個(gè)直流—直流變換模塊并聯(lián)均分負(fù)荷運(yùn)行，將?48V直流電壓變換成?24V（或 12V、 5V）直流電壓，再經(jīng)輸出分路保險(xiǎn)向負(fù)載輸出；監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)對(duì)變換器模塊及整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)及性能進(jìn)行監(jiān)控，并通過RS232通信口納入上一級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。

變換器模塊負(fù)責(zé)將?48V直流電壓轉(zhuǎn)換為?24V直流電壓，由功率電路和控制電路兩大部分組成。功率電路實(shí)現(xiàn)從直流輸入到直流輸出的變換；控制電路提供功率變換所需的一切控制信號(hào)，包括反饋回路、直流信號(hào)處理、模擬量和開關(guān)量的處理電路等。

功率電路上主要包括直流輸入濾波電路、直流—直流變換電路、直流輸出濾波電路及輔助電源的部分。

直流輸入濾波電路包含有防浪涌器件、差模、共模濾波器等。遇有雷擊或其他高壓浪涌時(shí)，壓敏電阻和瞬態(tài)電壓抑制器可保護(hù)變換器免受沖擊。差模濾波器和共模濾波器可有效抑制模塊內(nèi)部產(chǎn)生的高頻噪聲，同時(shí)也使來自直流輸入電源的干擾不會(huì)影響模塊的正常工作。

直流—直流變換電路主要包括變換電路和整流輸出電路，是整個(gè)變換模塊的重要組成部分。

輔助電源電路為控制電路提供直流工作電壓，同時(shí)還提供直流輸入電壓取樣。

控制電路主要包括直流—直流變換控制電路，保護(hù)電路、輸出電壓誤差放大電路以及數(shù)字顯示、告警、通信電路等。

其工作原理為：輸出經(jīng)過FB（反饋電路）接到FB pin采樣放大器，反饋電壓VFB與設(shè)定好的比較電壓Vcomp比較后，產(chǎn)生差錯(cuò)電壓信號(hào)，差錯(cuò)電壓信號(hào)輸入到PWM模塊，PWM根據(jù)差錯(cuò)電壓的大小調(diào)節(jié)占空比，從而達(dá)到控制輸出電壓的目的，振蕩器的作用是產(chǎn)生PWM工作頻率的三角波，三角波經(jīng)過斬波電壓斬波后，產(chǎn)生方波，其方波就是控制MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間從而控制輸出電壓的。

直流-直流(DC/DC)變換器主要技術(shù)要求

（1）輸入電壓允許變動(dòng)范圍：40～57V。

（2）輸出電壓穩(wěn)定精度：≤±1%。

（3）應(yīng)有限流性能，限流整定值可在105%～l10%輸出電流額定值之間調(diào)整。

（4）同型號(hào)設(shè)備應(yīng)能多臺(tái)并聯(lián)工作，并具有均分性能，其不平衡度應(yīng)≤±5%輸出額定電流值。

（5）輸出雜音電壓：衡重雜音≤2mV；寬帶雜音≤20mV（3.4kHz～30MHz）；峰值雜音≤200mV。

（6）反灌雜音：變換設(shè)備在額定工作時(shí)，直流電流中寬頻雜音分量（方均根值）應(yīng)小于直流電流的1%。

（7）效率：<200W時(shí)，≥75%；≥200W時(shí)，≥70%。

直流-直流(DC/DC)變換器工作模式

按照控制電壓和鋸齒波幅值的關(guān)系，開關(guān)占空比D可以表示成：(4-2)?直流-直流變換器有兩種不同的工作模式：

1. 電感電流連續(xù)模式

2.電感電流斷續(xù)模式?在不同的情況下，變換器可能工作在不同的模式。因此，設(shè)計(jì)變換器和它的控制器參數(shù)時(shí)，應(yīng)該考慮這兩種不同的工作模式的特性。

直流—直流變換器（DC-DC）是一種將直流基礎(chǔ)電源轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌妷悍N類的直流變換裝置。目前通信設(shè)備的直流基礎(chǔ)電源電壓規(guī)定為?48V，由于在通信系統(tǒng)中仍存在?24V（通信設(shè)備）及 12V、 5V（集成電路）的工作電源，因此，有必要將?48V基礎(chǔ)電源通過直流—直流變換器變換到相應(yīng)電壓種類的直流電源，以供實(shí)際使用。

DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton(通用)，二是頻率調(diào)制

（1）Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓U0小于輸入電壓Ui，極性相同。

（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于輸入電壓Ui，極性相同。

（3）Buck－Boost電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電感傳輸。

（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓U0大于或小于輸入電壓Ui，極性相反，電容傳輸。

還有Sepic、Zeta電路。

上述為非隔離型電路，隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。

直流-直流變換器，變換電路中直流電電壓數(shù)值的變換器?？煞譃樯龎菏街绷?直流變換器和降壓式直流-直流變換器。可將直流電源(如蓄電池、太陽電池、燃料電池)的電壓從十幾伏或幾十伏升到幾百伏,或者降至幾伏。按變換器中變壓器原邊線圈和副邊線圈的工作狀態(tài),分為正激式變換器和反激式變換器。