直流操作电源系统

直流-直流(DC/DC)变换器工作原理

直流—直流变换器是将直流电先逆变（升压或降压）成交流电，然后再整流变换成另一种直流电压的直流变换装置。常用的直流—直流变换设备一般是由直流—直流变换模块、监控模块以及与之配套的用户接口板和直流配电单元等组成的一个完整的电源系统。

系统中多个直流—直流变换模块并联均分负荷运行，将−48V直流电压变换成−24V（或 12V、 5V）直流电压，再经输出分路保险向负载输出；监控模块负责对变换器模块及整个系统的工作状态及性能进行监控，并通过RS232通信口纳入上一级监控系统。

变换器模块负责将−48V直流电压转换为−24V直流电压，由功率电路和控制电路两大部分组成。功率电路实现从直流输入到直流输出的变换；控制电路提供功率变换所需的一切控制信号，包括反馈回路、直流信号处理、模拟量和开关量的处理电路等。

功率电路上主要包括直流输入滤波电路、直流—直流变换电路、直流输出滤波电路及辅助电源的部分。

直流输入滤波电路包含有防浪涌器件、差模、共模滤波器等。遇有雷击或其他高压浪涌时，压敏电阻和瞬态电压抑制器可保护变换器免受冲击。差模滤波器和共模滤波器可有效抑制模块内部产生的高频噪声，同时也使来自直流输入电源的干扰不会影响模块的正常工作。

直流—直流变换电路主要包括变换电路和整流输出电路，是整个变换模块的重要组成部分。

辅助电源电路为控制电路提供直流工作电压，同时还提供直流输入电压取样。

控制电路主要包括直流—直流变换控制电路，保护电路、输出电压误差放大电路以及数字显示、告警、通信电路等。

其工作原理为：输出经过FB（反馈电路）接到FB pin采样放大器，反馈电压VFB与设定好的比较电压Vcomp比较后，产生差错电压信号，差错电压信号输入到PWM模块，PWM根据差错电压的大小调节占空比，从而达到控制输出电压的目的，振荡器的作用是产生PWM工作频率的三角波，三角波经过斩波电压斩波后，产生方波，其方波就是控制MOSFET的导通时间从而控制输出电压的。

直流-直流(DC/DC)变换器主要技术要求

（1）输入电压允许变动范围：40～57V。

（2）输出电压稳定精度：≤±1%。

（3）应有限流性能，限流整定值可在105%～l10%输出电流额定值之间调整。

（4）同型号设备应能多台并联工作，并具有均分性能，其不平衡度应≤±5%输出额定电流值。

（5）输出杂音电压：衡重杂音≤2mV；宽带杂音≤20mV（3.4kHz～30MHz）；峰值杂音≤200mV。

（6）反灌杂音：变换设备在额定工作时，直流电流中宽频杂音分量（方均根值）应小于直流电流的1%。

（7）效率：<200W时，≥75%；≥200W时，≥70%。

直流-直流(DC/DC)变换器工作模式

按照控制电压和锯齿波幅值的关系，开关占空比D可以表示成：(4-2)„直流-直流变换器有两种不同的工作模式：

1. 电感电流连续模式

2.电感电流断续模式„在不同的情况下，变换器可能工作在不同的模式。因此，设计变换器和它的控制器参数时，应该考虑这两种不同的工作模式的特性。

直流—直流变换器（DC-DC）是一种将直流基础电源转变为其他电压种类的直流变换装置。目前通信设备的直流基础电源电压规定为−48V，由于在通信系统中仍存在−24V（通信设备）及 12V、 5V（集成电路）的工作电源，因此，有必要将−48V基础电源通过直流—直流变换器变换到相应电压种类的直流电源，以供实际使用。

DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制

（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。

（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。

（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。

（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。

还有Sepic、Zeta电路。

上述为非隔离型电路，隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。

直流-直流变换器，变换电路中直流电电压数值的变换器。可分为升压式直流-直流变换器和降压式直流-直流变换器。可将直流电源(如蓄电池、太阳电池、燃料电池)的电压从十几伏或几十伏升到几百伏,或者降至几伏。按变换器中变压器原边线圈和副边线圈的工作状态,分为正激式变换器和反激式变换器。