電源逆變器/轉換器工作原理詳解
電源逆變器/轉換器工作原理詳解

   直流至直流切換式轉換器典型直流至直流轉換器系統的構造如圖1所示，其輸入通常為由線電壓整流而得到非調節直流電壓，然后再利用切換式直流至直流轉換器將此變動的直流電壓轉換成一調節的直流電壓。



圖1 直流至直流切換式轉換器典型直流至直流轉換器系統的構造

1．降壓式(step-downbuck)轉換器。

2．升壓式(step-upboost)轉換器。

3．升降壓式(step-down/step-upbuck-boost)轉換器。

4．全橋式轉換器。上述四種轉換器中，只有降壓式及升壓式是最基本的轉換器電路結構，升降壓式轉換器是此二基本轉換器的結合，而全橋式轉換器則是由降壓式轉換器衍生而來。

直流至直流轉換器的控制直流至直流轉換器的作用即是在輸入電壓與輸出負載變動的情況下能夠調節輸出電壓為所設定的位準。電壓位準轉換之原理可以圖2(a)所示之簡單電路來說明，由開關導通與截止可得圖2(b)之波形，其中輸出電壓Vo平均值大小Vo與開關之導通及截止時間(ton及toff)有關。平均輸出電壓大小調整之最典型的方式是采用脈波寬度調變法(Pulse-WidthModulation，PWM)，其切換周期Ts(=ton+toff)為固定，由調整導通時間之大小來改變平均輸出電壓之大小Vo。



   A                                                B

                          圖2

脈波寬度調變切換控制的方塊圖如圖3(a)所示，開關之切換控制信號由控制訊號Vcontrol與周期為Ts之鋸齒波Vst比較而得，控制信號則由Vo之實際值與設定值之誤差放大而得。Vcontrol與Vst比較所得之切換控制信號的波形如圖3(b)所示。當控制訊號Vst較大時，則為高準位信號，即使開關導通，反之為低準位信號即使開關截止，故開關之切換周期亦為Ts，由以上的原理可知，開關切換之責任周期(DutyRatio)為D=ton/Ts=Vcontrol/Vst，其中Vst為鋸齒波的振幅。

 

             圖 3