[Fundamental of Power Electronics]-PART I-6.变换器电路-0 序

6 变换器电路

我们已经分析了包括buck，boost，buck-boost以及cuk电路，电压源逆变器等一系列电路的工作原理。利用这些变换器，可以执行许多不同的功能：降压，升压，极性反转以及直流交流变换等等。

那么很自然的我们要问到，这些变换器是怎么来的？还有哪些其他的变换器以及可以获得哪些其他功能。变换器之间的基本关系是什么？在本章中，探讨了几种不同的电路演化，他们解释了基本变换器的起源。源荷反转就使得buck变换器变为了boost变换器。展示了buck-boost和cuk变换器是如何基于buck和boost进行级联和转化的。两个或多个变换器的输出负载差分连接是如何产生单相或多相逆变器的。在这些讨论后，列出了一些更加知名的变换器电路。

本章还将介绍变压器隔离的DC-DC变换器。使用变压器可以在DC-DC变换器中实现隔离和多路输出，并且在需要非常大或者非常小的变比时，可以使得变换器有更好的优化。变压器可以建模为理想变压器并联励磁电感。这就使得前几章的分析方法可以扩展到涵盖包含变压器的变换器中。这里列出了许多基于降压，升压，降压升压，SEPIC的隔离变换器。

最后，要考虑满足给定需求的变换器的评估，选择和设计。变压器隔离变换器与性能相关的重要属性包括：变压器复位过程是否对晶体管施加了过大的电压应力；变换器是否可以提供高电流输出而又不会对次级侧元件施加过大的电流应力；以及可以对变换器进行充分优化使其在更广泛的工作点下运行，也就是对\(V_{g}\)和\(P_{load}\)有更大的容忍度。开关利用率是一种简化的品质因数，可用来衡量变换器输出功率与总晶体管电压和电流应力之比。随着开关利用率的提高，变换器效率提高且成本下降。与工作在单个工作点的非隔离变换器相比，工作点变化较大的隔离式变换器往往更加难以利用其功率器件。计算机的电子表格是用于针对给定变换器拓扑的功率级设计优化以及折中研究的良好工具。