作者:Minepower 伏特羊

I. 什麼是直流(DC/DC)轉換?

直流-直流轉換（DC-to-DC Conversion）是將直流（DC）電源轉換為不同電壓的直流（或近似直流）電源，此轉換過程是透過一種電路或機電設備進行轉換，此一種電路或機電設備即為直流轉換器。

這些轉換器的功率範圍可以從非常小（例如小型電池應用）到非常大（例如高壓電源轉換）。

如圖1所示，圖中示意為某種設備連接市電110V，經由內部前級的AC/DC轉換器將交流電轉換至直流電，而經由轉換後之直流電壓可能不適合用於設備內部電壓使用，因此可透過DC/DC轉換器升壓/降壓至內部設備元件適合使用之電壓。

圖1.直流(DC/DC)轉換應用示意圖

II. 直流轉換器類別

圖2.直流/直流轉換類別分類

(1) 線性穩壓器

它的主要功能是將不穩定或變動的輸入電壓轉換為穩定的輸出電壓。這對於許多電子設備和電路來說非常重要，因為它確保了穩定的電源供應，無論輸入電壓如何波動。

穩壓器的主要特點包括：

1. 穩定輸出電壓：穩壓器能夠在輸入電壓變動時保持輸出電壓穩定。這對於需要穩定電源的電子設備非常重要，例如電腦、手機充電器等。

2. 輸入電壓範圍：穩壓器通常能夠應對一定範圍內的輸入電壓變化。

3. 過載和過熱保護：一些穩壓器具有內置的過載保護和過熱保護功能，以確保在不利條件下它們不會受損。

4. 不同類型的穩壓器：有不同種類的穩壓器，包括線性穩壓器和開關穩壓器，它們在性能和效率方面有所不同，可以根據具體應用的需求進行選擇。

電壓穩壓器是一種關鍵的電子元件，用於確保電子設備和電路獲得穩定的電源供應。這有助於防止由於輸入電壓變化而引起的損壞或性能問題。

(2) 開關式穩壓器

開關式穩壓器（Switching Regulator）是一種電子設備，用於將不穩定或變動的輸入電壓轉換為穩定的輸出電壓。它們通常比線性穩壓器更高效，因為它們通過開關元件（如晶體管或MOSFET）以高頻率開關來調整輸出電壓，然後通過濾波電感和電容等元件將輸出電壓平穩化。

開關式穩壓器的一些主要特點和優勢：

1. 高效率：開關式穩壓器通常比線性穩壓器更高效，因為它們在調整電壓時不會將多餘的能量轉換為熱量。這使得它們在高功率應用中更具優勢。

2. 輸入電壓範圍寬：它們通常能夠應對較寬範圍的輸入電壓，這使得它們適用於不同類型的電源，包括電池、太陽能電池板等。

3. 高頻率操作：開關式穩壓器以高頻率工作，這有助於減小輸出電容的尺寸，同時實現較快的響應時間。

有些直流-直流轉換器的輸出電壓和輸入電壓有相同的參考點，這種情況下被稱為非隔離型轉換器。

而有些直流-直流轉換器的輸出電壓是與輸入電壓隔離的(不共地)，這種情況下被稱為隔離型轉換器。這種隔離可以提供額外的安全性和電氣隔離。

其中非隔離型轉換器類別中，又可依據其直流電壓轉換的類型分為:

1. 降壓轉換器(Buck)

2. 升壓轉換器(Boost)

3. 升-降壓轉換器(Buck-Boost)

這些轉換器在各種應用中都得到了廣泛使用，包括電子設備、通信系統、工業自動化、能源管理和車輛電子等領域。它們允許電子設備在不同電壓條件下運行，從而提高了能源效率和性能。