驱动式DC-DC变换器设计

付铭骥，蔡佳倧

（1.东华大学 电气工程系，上海 201620；2.东华大学 通信工程系，上海 201620）

将一种直流电压变换成另一种直流电压称为DC－DC变换。在DC－DC转换技术中，采用直流斩波技术，广泛应用于电动汽车、地铁等交通工具中，其优点是可以获得平稳的加速、减速、快速响应和节能效果。DC－DC变换器包括驱动式、变压器隔离式等结构，笔者介绍的是采用斩波技术的驱动式升压和降压变换器。

1 系统概述

1.1 设计思想

设计该变换器的本质是设计稳压电源。稳压电源设计包括线性稳压电源、集成稳压电源和开关稳压电源，线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下（工作在放大区）的直流稳压电源。由于线性稳压电源的调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的缺点。解决这一问题的根本办法是使调整管工作在开关状态，可以设想，如果调整管工作在开关状态，那么当其截止时，因电流很小（为穿透电流）而管耗很小；当其饱和时，因管压降很小（为饱和压降）而管耗也很小，这将大大提高电路的效率，线性稳压电路的效率仅为30%～40%，而开关稳压电源的效率高达70～95%[1]。

1.2 总体工作情况

笔者设计了一个斩波式开关稳压电源，分别实现DC－DC升压和降压。图1为本文的实验原理框图。

图1 开关电源的原理框图Fig.1 Block diagram of switch power supply

1.3 各个功能组成

整个变换器可以分为4部分，包括驱动式方波电路、功率管组成的调整电路、滤波电路和比较采样电路。……