双向转换器

实现降压的DC/DC转换器的主电路结构有很多，其中BUCK型DC/DC转换器以其结构简单、变换效率高的特点成为首选的DC/DC变换电路拓扑结构之一。

DC/DC转换器一般由控制芯片、电感线圈、二极管、三极管、电容器构成。基本BUCK型DC/DC转换器电路的原理如图12-2所示，Uin是输入电压，Uo是BUCK电路的输出电压，Cin是输入电容，S是主功率开关管，D是主功率二极管，L是储能电感。

图12-2　基本BUCK型DC/DC转换器电路的原理

基本BUCK电路的工作过程如下：当开关管S导通时，电流经负载、电感L流过S并线性增加，电能以磁能形式存储在电感线圈L中，同时给负载供电，电容C、负载、L、S构成回路，此时由于二极管D的阳极接负，D处于截止状态，当S由导通转为截止时“存储在电感”中的能量释放出来，通过D续流维持向负载供电，L、D和负载构成回路，若周期性地控制开关管S的导通与关断，即可实现能量由Uin向Uo的降压传递，电路的输出电压Uo＝δUin，δ为开关管S的导通占空比。为达到上述降压传递，开关管S与二极管D必须轮流导通与关断，两者之间频繁地进行换流。

在燃料电池汽车上燃料电池只是由燃料产生电能，而不能储存电能，因此采用了单向DC/DC转换器。燃料电池汽车采用的电源有各自的特性，燃料电池只提供直流电，电压和电流随输出电流的变化而变化。燃料电池不可能接受外电源的充电，电流的方向只是单向流动。燃料电池汽车采用的辅助电源（蓄电池和超级电容）在充电和放电时，也是以直流电的形式流动，但电流的方向是可逆性流动。

燃料电池汽车上的各种电源的电压和电流受工况变化的影响呈不稳定状态。为了满足驱动电动机对电压和电流的要求及对多电源电力系统的控制，在电源与驱动电动机之间，用计算机控制实现对燃料电池汽车的多电源的综合控制，保证燃料电池汽车的正常运行。燃料电池汽车的燃料电池需要装置单向DC/DC转换器，蓄电池和超级电容需要装置双向DC/DC转换器。