非隔离型双向 DC/DC 变换器

双向DC-DC转换器是一种能够实现双向能量转换的直流-直流（DC-DC）转换器。它允许电能在两个方向上进行转移，可以将电能从一个电源转移到另一个电源，或者将电能从一个负载转移到另一个负载。这种能够实现双向能量流的特性使得双向DC-DC转换器在许多应用中具有重要的作用，如电动车辆、可再生能源系统、电池管理系统等。

双向 DC/DC 变换器是在保持输入、输出电压极性不变的情况下，根据需要改变电流方向，通过在开关管上反并联二极管、在二极管上反并联开关管再加上适当的控制来实现能量的双向传输的变换器。它可以根据有无变压器隔离分为隔离型和非隔离型。

非隔离型双向 DC/DC 变换器非隔离型双向 DC/DC 变换器的主要拓扑有：双向 Buck-Boost 变换器、双向 Buck/Boost 变换器、双向 Cuk 变换器和双向 Sepic-Zeta 变换器。拓扑结构如图所示。

双向DC-DC转换器通常由多个功率开关和相应的电感、电容等元件组成，其中功率开关的控制和调节实现能量转换的方向和效率。最常见的双向DC-DC转换器拓扑结构包括：

双向Buck-Boost转换器：这种拓扑结构结合了Buck（降压）和Boost（升压）转换器的特性，可以实现输入电压的降低和升高，实现双向能量转换。

双向Sepic转换器：Sepic（Single Ended Primary Inductor Converter）转换器是一种能够实现降压和升压操作的转换器，通过合理的开关控制可以实现双向能量转换。

双向Cuk转换器：Cuk转换器是一种拥有两个电感和两个电容的非隔离型拓扑结构，它可以实现输入电压的降低和升高，并具有双向能量转换的能力。

这些双向DC-DC转换器拓扑结构具有不同的特点和应用领域，可以根据具体的需求选择合适的拓扑结构。它们在能量转换效率、输入输出电压范围、响应时间等方面可能有所差异，因此在设计和选择时需要综合考虑应用需求和限制。同时，为了保持输出电压的稳定性，双向DC-DC转换器通常还需要适当的控制算法和反馈回路。非隔离双向Buck-Boost变换器是双向DC-DC变换器的最基础拓扑，也是工业界最常用的拓扑，它由2个开关管、2个二极管、1个电感、2个电容组成。其电路结构如图所示。

双向 Buck-Boost 变换器：是由 Buck 变换器变换而来的，在晶体管 Q 1上反并联二极管 D1，在二极管 D2 上反并联晶体管Q2，该电路便是双向 DC/DC 变换器。它可以工作于两种模式:降压模式和升压模式。当能量从 V1 流向 V2，Q1 工作，Q2 不工作，V1 为电源端，则该变换器为 Buck 变换器；当能量从 V2 流向V1，Q2 工作，Q1 不工作，V2 作为电源端，则该变换器为 Boost 变换器。