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交流变直流的转换器 |
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直流转换器是什么：
直流转换器也称为DC-DC转换器或直流变压器，是电能转换的电路或是机电设备，可以将直流（DC）电源转换为不同电压的直流（或近似直流）电源。其功率范围可以从很小（小的电池）到非常大（高压电源转换）。有些直流-直流转换器的输出电压和输入电压有相同的参考点，而有些直流-直流转换器的输出电压是和输入电压隔离。
大部分直流-直流转换器是设计单向转换，功率只能从输入侧流到输出侧。不过所有开关电压转换器的拓扑都可改为双向转换，可以让功率从输出侧流回输入侧，方式是将所有的二极管都改为立控制的主动整流。双向转换器可以用在像车辆之类，需要再生制动的应用，在车辆运行时，是由转换器供电给车轮，但在刹车时，会反过来由车轮供电给转换器。
切换型的转换器以电子学的角度来看，其实比较复杂，不过因为许多电路都封装在集成电路中，需要的零件较少。在电路设计时，为了让切换噪声（EMI / RFI）降到可容许范围，而且要让高频电路可以稳定运作，需要小心的设计电路以及实际电路及元件的布局。若是在降压的应用中，切换型转换器成本比线性转换器要高，不过随着芯片设计的进步，切换型转换器的成本也在渐渐下降。
直流转换器的历史：
1、在功率半导体元件及电力电子等相关技术产生之前，若要将小功率的直流电转换成较高电压的直流电，可以先用震荡电路先转换为交流，再用升压变压器升压，后再用整流器转换为直流。若是较大功率的直流电压转换，会用电动机驱动发电机（有时会整合成dynamotor模组，在一个模组中同时有马达和发电机，一个绕组驱动电动机，另一个绕组产生输出电压）。这些是比较没有效率的作法，其费用也较贵，但当时没有其他更好的作法，像是驱动早期的汽车音响（其中使用的热电子管或是真空管工作电压远汽车中6V或12V的电压）。功率半导体及集成电路的出现，使用一些新式电路的成本开始下降，是一般应用可以负荷的价格。比较便宜。这些新式电路包括将直流电转换为高频的交流电，配合一个较小、较低也较便宜的变压器来转换交流电压，再用整流器再转换成直流。1976年时汽车收音机开始使用晶体管，不需要高电压。而使用晶体管的电源供应器也已可以取得，不过仍有些业余无线电使用者使用震荡电路及dynamotor的电源做为需要高电压的无线电发射台电源。
2、利用线性电路是可以从较高直流电压中产生较低的电压，甚至使用电阻分压也有类似效果。但这些方式会将多余的能量以热的方式消耗，效率不佳。一直到后来固态切换电路出现后，才有效率较高的直流-直流转换器。
一般用在市电电源50–60Hz的变压器，若功率要超过几瓦，其体积就会很大，而且很笨重，而且绕组铜损及铁心的涡电流都会造成能量损失。直流-直流转换器会设计电路，让变压器或是电感可以在较高的频率工作，因此元件较小、较轻、价值也较价宜。甚至这类元件会用在一些原来用传统市电频率变压器的场合。例如，家用电气设备常会将市电电源先整流成直流电，用开关电源供应器的技术转换为所需电压的高频交流电，后再整流到对应电压的直流电。整个电路比传统配合变压器及整流器的系统要复杂，但价格便宜，效率也会比较好。
