降壓轉換器和升壓轉換器是如何工作的？

電力電子領域關鍵應用的產品設計師們在挑選所需的元件時需格外謹慎，既要確保在恰當的時間提供所需的電壓，還要緩解電壓紋波等問題，以確保系統的壽命，提高元件的可靠性。

降壓轉換器和升壓轉換器是電源應用中的兩種最基本的DC-DC轉換器拓撲結構，是關鍵電源模塊，需要慎重挑選組成元件。

降壓轉換器將系統的主電源降壓以用于較低電壓的元件；而升壓轉換器則將電壓升至比輸入電壓更高的的數值。

降壓和升壓轉換器越來越多地被用于一些重要應用中的開關模式電源（SMPS），如軍用無人駕駛飛行器（UAV）和無人機的電力輸送網絡、太陽能電池板、電動汽車和X射線機等。

此外，由于其可靠性和簡單性，這些轉換器可作為更復雜拓撲結構的理想構建模塊，如：

• 正向轉換器
• 逆向轉換器
• 降壓-升壓轉換器
• 半橋轉換器
• 全橋轉換器
• ZVT全橋轉換器
• 推拉式轉換器

下面，讓我們更深入地了解降壓和升壓轉換器的工作原理及其內部元件（如電容器等）的基本情況。

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降壓轉換器是如何工作的？

最常見的開關轉換器是降壓轉換器，它可將直流電壓下調至相同極性的較低直流電壓。

降壓轉換器在使用分布式電源軌（如24V至48V）的系統中不可或缺，可將電壓就地轉換為15V、12V或5V，并且功率損失很小。

在工作中，輸入電壓被連接到電感器，然后輸入和輸出電壓之間的差值被強制穿過電感器，使電流增加。

在此過程中，電流同時流入負載和輸出電容，對電容進行充電。當開關閉合時，電容器向負載放電，使總電流（電感和電容器的電流之和）增加。

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升壓轉換器是如何工作的？

相反，直流輸入電壓通過升壓轉換器后會產生比輸入值高但極性相同的直流輸出電壓。當開關打開時，輸入電壓被強制穿過電感器，使電流上升。

當開關閉合時，減少的電感電流迫使電感的開關端擺正，正向偏壓二極管，令電容器充電至高于輸入電壓的電壓值。

在穩態運行期間，電感電流在開關閉合時流向輸出電容器和負載。當開關打開時，負載電流僅由電容器提供。