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DC/DC变换器的发展与应用
1引言
直流-直流变换器（DC/DC ）变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪 器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业。按额定 功率
的大小来划分，DC/DC可分为750W 以上、750W〜1W 和1W 以下3大类。进入20世纪90年代，DC/DC 变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高，其中 6W〜25WDC/DC变换器的增长率最高，这是因为它们
大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。由于微处理器的高速化，DC/DC 变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势， 所以251W〜750W的DC/DC变换器的增长率也是较快
的，这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、 工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备，DC/DC
变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压 ，这种技术被广泛应用于无轨电车、地
铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能 ，并同时收到节约电
能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约 20 %〜30 %的电能。直流斩波器不仅能起到调压的作用 （开关
电源），同时还能起至用效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
DC/DC变换器现已商品化，模块采用高频PWM技术，开关频率在500kHz左右，功率密度为 〜。随着大规模集成电路的发展，要求电源模块实现小型化，因此就要不断提高开关 频率和采用新的电路拓扑结构。目前，已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次 电源模块，功率密度有较大幅度的提高。
电子产业的迅速发展极大地推动了开关电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代电
子设备供电系统的主流。在电子设备领域中，通常将整流器称为一次电源，而将DC/DC变换器称为二次电源。 一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为 48V的直流电源。目前，在电子设备中用的一次
电源中，传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代 ，高频开关电源（也称为开关型整流器 SMR）通过
MOSFET或IGBT实现高频工作，开关频率一般控制在 50kHz〜100kHz范围内，实现高效率和小型化。 近几 年，开关整流器的功率容量不断扩大 ，单机容量己从 48V/、48V/20A 扩大到48V/200A、48V/400A。
因为电子设备中所用的集成电路的种类繁多 ，其电源电压也各不相同，在电子供电系统中，采用高功率
密度的高频DC/DC隔离电源模块，从中间母线电压（一般为48V直流）变换成所需的各种直流电压，可以大大 减小损耗、方便维护，且安装和增容非常方便。一般都可直接装在标准控制板上，对二次电源的要求是高功率 密度。因为电子设备容量的不断增加，其电源容量也将不断增加。
2电力电子器件
功率变换技术高速发展的基础是电力电子器件和控制技术的高速发展， 在21世纪，电力电子器件将 进入第4代即智能化时代，具有如下显著的特征。

高性能化主要包括高电压、大容量、降低导通电压低损耗、高速度和高可靠性等 4个方面。如IGBT
的电流可达2kA〜3kA、电压达到4k