什么是电源换流器?

[拼音]：dianyuan huanliuqi

[外文]：inverter

将直流电变成交流电或另一种直流电压值的电路，简称换流器。前者一般称为 DC/AC换流器（或逆变器），后者称为 DC/DC变换器。便携式或用于空间电子设备的直流电源一般是干电池、太阳电池或其他电池。某些固定设备虽可用工业交流电源，但为了保证不间断供电，仍需要用蓄电池作为备用电源。这些电源的电压值大多是额定的，在需要不同电压值的直流电或交流电时，就需要使用电源换流器。

对换流器的要求是换流后的电压应足够稳定，效率高，电路简单、可靠。早期的换流器件大多用机械振动子，性能较差。现代主要用换流效率和可靠性都较高的晶体管或可控硅等电子器件。

电流换流器的种类很多，但工作方式基本上可归结为图1中 DC/AC换流器的框图。把直流电压Udc加到振荡器，使之产生交变电压uac，再由变压器Tp将此交变信号变换到所需电压值，完成逆变过程。DC/DC变换器通常是在DC/AC逆变器之后再加上整流－滤波电路。

图2为单管DC/DC变换器电路，当电路接通时，晶体管Tr的基极因正偏而导通。通过变压器Tp初级绕组Wc的集电极电流，使基极绕组Wb感应一电压。

绕组的极性保证它为正反馈而使Tr在极短时间内进入饱和，但起始的集电极电流很小，Wc所感应的电压近似于电源电压Udc。若Wc的电感为Lc，则集电极电流ic的增长速率为dic/dt＝Udc/Lc，因而基极感应电压和基极电流均为一常数。这时次级绕组Wo 的极性使二级管D处于反偏，负载RL不会有电流流过。此后ic逐渐增长，直至Tr脱离饱和区而进入放大区。但因ib不变，ic也不会继续增大，因此Wc及Wb的感应电压开始减小，ic及ib也随之减小。集电极感应电压的逐渐下降又使晶体管Tr在极短时间内进入截止区。在此瞬间，次级绕组Wo上感应的电压正好使D导通，产生次级电流。Tr截止后，储存在绕组电感中的电能向负载释放。至此，电路即完成一周的振荡过程。只要Co和RL的数值较大，电路的输出电压uo几乎保持不变。在次级负载RL上获得的功率应相当于在导通期间储存在Lc中的能量。因此输出电压uo应与i





=hFE·ib和负载电阻RL有关。改变ib的大小可以改变uo的值。利用这种电路仅需数十伏电压的直流电源Ubc可获得数万伏的高压输出。这种电路在负载RL开路时电压剧增，因此必须采取保护措施。简单的办法是在Wc上并联一电容C。单管变换器电路简单，效率较低(约60％～75％)，适于小功率运用。对较大功率多采用推挽式换流器电路或双变压器换流器电路。