by DC-DC转换器是一种直流电气系统(设备)（DC）源从一个电压电平转换为另一个电压电平。换句话说，DC-DC转换器以直流输入电压为输入，输出不同的直流电压。直流输出电压可高于或低于直流输入电压。顾名思义，DC-DC转换器仅适用于直流（DC）源不适用于替代电流（AC）源。
DC-DC转换器又称DC-DC电源转换器或电压调节器。
图片：DC-DC转换器的工作原理
如果我们有两个电气系统，在不同的电压水平下工作，一个高电平(140 V），另一个低电平(14 V），DC-DC转换器可以从高到低或从低到高转换它们之间的电压。在某些功率损失的情况下，从一个电压电平到另一个电压杠杆的转换是完成的。根据DC-DC转换器的工作点(电压和电流)和转换器的类型，效率可以在75%到95%以上。
电池电动汽车（BEV）高电池电压(如4000)中的DC-DC转换器 V）转换为低直流电压，例如12 V），用于传统的12 V负载(灯、多媒体、电动车窗等。).
DC-DC转换器是一种功率转换器，通过暂时存储输入能量，然后将能量释放到不同电压的输出中，直流电源（DC）从一个电压电平转换为另一个电压电平。电能的存储可以在磁场存储组件（电感器、变压器）或电场存储组件（电容器）中完成。
直流-直流转换器的效率
电功率P [W]是电压U [V]和电流I [A]两者之间的乘积。
P=U?I
例如，如果输入电压Uin= 120 V，Iin最大电流= 5 A，这将给出输入功率：
Pin=120?5=600 W
因为电力是守恒的（Pout=Pin），而且我们假设DC-DC转换器没有损耗(100%效率)，输出电压Uout= 14 V，输出电流可计算如下：
事实上，转换会产生一些损失，最大输出电流将小于100%效率计算的电流。
DC-DC转换器的效率计算公式如下：
η [%]=PoutPin?100
DC-DC转换器有几种类型。从输入和输出电压的比例来看，最常见的分类是：
升压直流-直流转换器
直流降压-直流转换器
输出电压高于升压DC-DC转换器的输入电压。输出电流将低于输入电流，因为它节省了电力（如果我们忽略了损失）。
图片：DC-DC升压转换器的工作原理
在这种情况下，升压DC-DC转换器的效率为：
在 DC-DC转换器 输出电压低于输入电压。输出电流将高于输入电流，因为它节省了电力（如果我们忽略了损失）。
图片：DC-DC降压转换器的工作原理
降压DC-DC转换器在本例中的效率如下：
直流-直流转换器的分类
DC-DC转换器有多种类型。DC-最简单的DC转换器形式是线性转换器，又称线性稳压器。
线性稳压器只能用作降压DC-DC转换器，这意味着只能降低更高的电压电平。作为一种稳压器，即使输出负载可变，也能保证输出电压保持在特定值。
更有效的DC-DC转换器类型是开关DC-DC转换器。开关DC-DC转换器有几种拓扑结构，最常见的拓扑如下图所示。
线性转换器通常用于开关DC-DC转换器之前。线性稳压器（DC-DC转换器)有两种主要的拓扑结构:并联稳压器和串联稳压器。在这种类型的稳压器中，晶体管在有源区域作为相关电流源工作，在高电流下压降相对较高，功耗大。由于高功率耗散，线性稳压器的效率通常较低。线性稳压器通常体积大，但具有噪声水平低的优点，适用于音频应用。
图片：并联稳压器简单：
图片：简易串联稳压器
Vs – 电源电压（in）
R1 – 电阻
R2 –负载电阻器(端子处的电压为输出电压)
DZ – 二极管
Q – 晶体管
简单的并联稳压器，简称并联稳压器，是一种将电流分流到地面的调节元件。并联稳压器的工作原理是在端子上保持恒定的电压，并吸收额外的电流来维持电气负载两端的电压。并联稳压器最常见的元件之一包括简单的齐纳二极管电路，其中齐纳二极管具有分流元件的作用。
简单的串联稳压器，又称串联稳压器，是在线稳压电源中提供最终电压调节的最常用方法。该系列线性稳压器的特点是输出电压在低纹波和低噪声方面具有较高的性能 。
线性DC-DC转换器只将高电压转换为低电压。在功耗方面，让我们举个例子。如果输入电压为 42 V，输出电压为 12 V，输出电流为 5 A，则耗散功率 P [W] 计算公式如下：
P=Iout?(Vin–Vout)=150W
所有耗散的功率都将转化为热量。如果没有适当的冷却，线性DC-DC转换器可能会过热并自行损坏。因此，线性DC-DC转换器通常用于低功耗应用。
在开关DC-DC转换器中，晶体管作为开关工作，这意味着它们比作为相关电流源运行的晶体管消耗的功率要低得多。当晶体管传导高电流时，晶体管两端的压降很低，当晶体管两端的压降较高时，晶体管传导的电流几乎为零。因此，开关模式转换器的导通性损耗低，效率高，通常在80%或90%以上。但是，开关损耗会降低高频下的效率，开关频率越高，功率损耗越高。
开关DC-DC转换器比线性转换器效率更高，因为它们不会连续耗散功率。
降压DC-DC转换器，又称降压DC-DC转换器，是一种降低输出电压、增加输出电流的DC-DC电源转换器。它至少由四个部分组成：
作为开关元件的功率晶体管 （S）
整流二极管 （D）
电感器（L）作为储能元件
滤波电容器（C）
输入输出电压、电流和功率之间的关系如下：
Uout < Uin< Uin
Iout>I
Pout= Pin– P损耗
降压DC-DC转换器用于电动汽车应用中主电池的高电压(例如400 V）降低到车辆辅助系统(多媒体、导航、无线电、闪电、传感器等)所需的较低值(12-14 V）。
图像:升压DC-DC转换器原理图
升压DC-DC转换器，又称升压DC-DC转换器，是一种增加输出电压、降低输出电流的DC-DC电源转换器。它包含与降压DC-DC转换器相同的元件，但具有不同的拓扑结构。
输入输出电压、电流和功率之间的关系如下：
Uout > Uin
Iout < Iin< Iin
Pout = Pin – Ploss
一些混合动力电动汽车（HEV）升压DC-DC转换器用于将电池电压从202开始 V升压至500 V。混合动力汽车（HEV）应用中的电池电压受串联电池单元数量的限制。由于空间有限，电池串联电池数量有限，输出电压也有限。使用升压DC-DC转换器，电池电压可以增加到电机所需的更高电压。
图像:降压-升压DC-DC转换器原理图(反向拓扑)
在降压DC-DC转换器中，输出电压总是小于输入电压。另一方面，在DC-DC升压转换器中，输出电压总是大于输入电压。降压-升压型 DC-DC 转换器将两者结合在一起，其输出电压可以高于和降低输入电压，这取决于开关上施加的空比。
逆变拓扑结构降压-升压型 DC-DC 转换器输出的极性与输入电压相反。输出电压由开关元件(晶体管)的空比函数调节。
图片：?uk 直流-直流转换器原理图
?uk DC-DC转换器是另一种可输出零纹波电流的降压升压转换器。?UK转换器可视为升压转换器和降压转换器的组合，具有开关装置和互电容器，以耦合能量。类似于具有反向拓扑结构的降压升压转换器，非隔离?与输入电压相比，uk转换器的输出电压通常是相反的。电感器通常用作DC-DC转换器的主要储能元件?电容器是uk转换器中的主要储能元件。
图片：SEPIC DC-DC转换器原理图
单端初级电感转换器（SEPIC）DC-输出端(U输出)的电势(电压)允许DC转换器大于或小于输入电压(U输入)。SEPIC DC-由控制开关输出的DC转换器（S）占空比控制。
SEPIC由升压转换器和反向降压升压转换器组成，类似于传统的降压升压转换器，但具有非反向输出（输出具有与输入相同的电压极性）的优点，使用串联电容器将能量从输入耦合到输出（因此可以更优雅地响应短路输出）， 并且可以真正关闭:当开关S足够关闭时，输出(U输出)下降到0 V，随后发生了相当严重的瞬态电荷转储。
图：泽达直流-直流转换器原理图
与 SEPIC DC/DC 转换器拓扑相似，Zeta DC-DC 转换器拓扑提供高于和低于输出电压的输入电压的正输出电压。Zeta转换器还需要两个电感器和一个串联电容器，有时称为跨接电容器。与配置标准升压转换器的SEPIC转换器不同，Zeta转换器由高侧PMOS驱动 配置FET降压控制器。Zeta转换器是调节非稳压输入电源的另一种选择。
开关设备在DC-DC转换器中（S）必须打开和关闭电路。因此，它们有两个功能：断开/打开电路作为电导体关闭电路和电绝缘体。这种双重功能定义了什么是半导体：一种可以有效地传输和阻挡电流的装置。
半导体的额定值取决于它们可以处理并仍然充当绝缘体的最大电压，以及它们可以在不损坏设备的情况下循环的最大电流。最大允许电流不仅取决于模块的额定值，还取决于半导体的热特性。因此，同一设备的最大允许电流可能根据电源模块的包装和散热器而有所不同。
对于汽车应用，DC-DC转换器必须满足各种设计要求，如：
重量轻
高效率
体积小
抑制电磁干扰
低输出电流纹波