变换器的工作原理及分类

一、电源变换器  

电源是电子电路中有源器件工作的能量来源，电源的性能直接影响电子电路的性能，电源可以说是电子系统的“心脏”。通常一个电子系统需要用到多种不同电压(或电流)和不同容量的电源，而为每一种应用需求单独设计一个电源往往会增加系统体积和成本。电源变换器为简化电源设计提供了很大方便。

典型电源变换器分别由输入保护级(熔断器+输入浪涌电流抑制电路)、EMI滤波器、电源变换电路和输出隔离电路组成，为了保证电源供电的可靠性，电子设备的DC/DC电源往往采用热备份的工作方式，备份电源的设置与主份完全一致，通过输出隔离二极管实现并联供电，由于主份输出电压一般高于备份，工作时主份电源带载、备份电源空载，在主份电源出现故障时，备份电源带载工作，实现备份冗余的目的。  

电源变换器产品的种类较多，国内研制的电源变换器产品主要采用多种功能的电路单元组合在一个模块里，用户使用方便，缺点是电源变换器的体积较大，灵活性差。国外研制的电源变换器产品主要采用单元模块的方式，即采用独立的EMI滤波器和电源变换器，优点是用户可以根据需要进行组合，使用灵活。

二、变换器分类  

变换器(Matrix Converter)作为一种新型的交—交变频电源，其电路拓扑形式被提出，但直到1979年意大利学者M.Venturini和A.Alesina提出了矩阵式变换器存在理论及控制策略后，其特点才为人们所关注和研究。普遍使用的是半控功率器件晶闸管。采用这种器件组成矩阵式变换器，控制难度是很高的。矩阵式变换器的硬件特点是要求  

大容量、高开关频率、具有双向阻断能力和自关断能力的功率器件，同时由于控制方案的复杂性，要求具有快速处理能力的微处理器作为控制单元，而这些是早期的半导体工艺和技术水平所难以达到的。所以这一期间矩阵式变换器的研究主要针对主回路的拓扑结构及双向开关的实现，大多都处于理论研究阶段，很少有面向工业实际的研究。高工作频率、低控制功率的全控型功率器件如BJT ，IGBT等不断涌现，推动了矩阵式变换器控制策略的研究。  

1、模数变换器  

模数变换器包含第一传输电路，它接收输入电压与输出时钟信号，该时钟信号相移，取决于输入电压，第二传输电路接收参考电压与输入时钟信号，且输出参考时钟信号，该时钟信号相移，取决于参考电压，比较输出时钟信号与参考时钟信号的比较器输出一数据卡输出信号。  

2、直流-直流变换器  

直流-直流变换器有三个电感、两个电容、一个主开关和一个次开关、一个主整流器和一个次整流器以及一个具有一个初级绕组和一个次级绕组的变压器。主开关和次开关按照控制信号交替地导通，电流流过变压器的初级绕组，因此，转移能量到次级绕组，一个主整流器和一个次整流器按照从初级绕组变换来的能量而动作，以获得经过第三个电感器的固定电流，输出固定直流电压到负载。  

3、高功率因数半桥式变换器  

半桥式变换器有一个桥二极管单元来提供电流路径，通过功率因数提高单元传输能量到电压平滑电容器。电压平滑电容器储存由桥二极管单元所提供的能量。开关单元有两个开关与电压平滑电容器的两端间串联。其中功率因数提高单元供给开关的公共连接点电压，构成转换单元反馈到输入电容器的公共连接点，为了依据输入电压值改变输入电流。减少半桥式变换器在开关单元中的导通损耗提高输入端的功率因数。

关于我爱方案网

我爱方案网是一个电子方案开发供应链平台，提供从找方案到研发采购的全链条服务。找方案，上我爱方案网!在方案超市找到合适的方案就可以直接买，没有找到就到快包定制开发。我爱方案网积累了一大批方案商和企业开发资源，能提供标准的模块和核心板以及定制开发服务，按要求交付PCBA、整机产品、软件或IoT系统。更多信息，敬请访问http://www.52solution.com