顺向式变换器

顺向式变换器（forward converter）是一种配合变压器的DC-DC转换器，输出电压可以高于或低于输入电压（依变压器匝数比而定），也可以提供电源和负载之间的电气隔离。若变压器有多组二次侧绕组，也可以同时提供多组输出电压，有些高于输入电压，有些低于输入电压。

简介顺向式变换器（forward converter）是一种配合变压器的DC-DC转换器，输出电压可以高于或低于输入电压（依变压器匝数比而定），也可以提供电源和负载之间的电气隔离。若变压器有多组二次侧绕组，也可以同时提供多组输出电压，有些高于输入电压，有些低于输入电压。

顺向式变换器和返驰式变换器都是有变压器的DC-DC转换器，两者的电路看似相近，其实顺向式变换器动作原理和返驰式变换器不同。返驰式变换器在开关元件导通时，将能量储存在变压器的气隙中，将开关元件开路时，变压器提供能量给负载端。返驰式变换器可以视为是二个电感器共用铁心，而且有端性相反的绕组。

顺向式变换器也有变压器，但是其绕组的极性相同、磁化电感较强，而且没有气隙。顺向式变换器在开关元件导通时，不会将能量储存在变压器中。这里中的变压器不像电感，可以储存许多的能量。在开关元件导通时，能量会直接的流到负载端，并且也在电感器上储能。顺向式变换器的效率比返驰式变换器要高，但是也比返驰式变换器多了一个电感器。

返驰式变换器的输出电压理论上是无限大，而顺向式变换器的最大输出电压会受到变压器匝数比的限制：

其中为PWM的占空比。

顺向式变换器常用来作100至200瓦特的中型电源供应器。1

直流-直流转换器直流-直流转换器（DC-to-DC converter）也称为DC-DC转换器，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。2

电气隔离电气隔离（Galvanic isolation）是指在电路中避免电流直接从某一区域流到另外一区域的方式，也就是在两个区域间不建立电流直接流动的路径。虽然电流无法直接流过，但能量或是资讯仍可以经由其他方式传递，例如电容、电磁感应或电磁波，或是利用光学、声学或是机械的方式进行。

电气隔离常用在二个电路的接地在不同电势，但彼此需要交换资讯或是能量的场合。电气隔离因为让二个电路可以不共用接地导体，可以避免不想要的电流在二个电路之间流动，也就切断了接地回路。电气隔离也用在电气安全上，避免意外产生的电流流到人员身上，因而造成触电。

压器变压器靠磁通量互相耦合，一次侧和二次侧的线圈之间没有导体使电流可以直接流过（自耦变压器的一次侧和二次侧是相连的，因此没有电气隔离的功能），依照工业标准，二个线圈之间的电压差可以高达数千伏特（隔离电压），而不会有绝缘破坏的情形。磁放大器也是依类似的原理运作。变压器一般会用来改变交流电压的大小，而匜数比1:1的隔离变压器则用在安全相关的应用上。

若二个电气系统有共同的地点，这二个电气系统之间就没有电气隔离。共同地点一般来说不会（也不应该）连接到机能性的端子上，不过常常会连接到端子上。因此隔离变压器不会提供GND/earth的端子。

光电耦合元件光电耦合元件利用光（或是红外线）来传递资讯。传收端（光源）及接收端（光感测器）在电气上是不相连的，一般会放在一个透明、绝缘的塑胶基材中。

机械式继电器是用较小电流来控制较大电流的开关，小电流部分的电路通路时会启动电磁铁，使大电流部分电路电导通或是断开，二部分的电路也是隔离的，一般而言继电器的输出端允许电流较光电耦合元件要大，但其反应时间比较慢。

接触器的原理和继电器类似，而大电流（某些型别可达800安培）部分一般会有多组接点，可以控制交流与直流主回路，一般会连接电器或是马达等大型设备。

电容器电容器可以允许交流电通过，但是会阻隔直流电，因此可以在不同直流电压的电路中传递交流信号，不过若电压差过大，电容器也可能会失效，变成二端直接短路的情形。

霍尔效应霍尔效应传感器透过电感器，将磁场变化的资讯传换为电压。光电耦合元件中的光源寿命是有限的，而霍尔效应传感器无此问题，霍尔效应传感器也不用像变压器一样要考虑直流电压平衡的问题。

磁致电阻磁耦合器（Magnetocouplers）利用了巨磁阻效应（GMR）将交流讯号转换为直流讯号。2

电气隔离应用光电耦合元件常用来将控制电路和输电网络或是其他高电压电路隔离，原因可能是因为安全或是保护设备。例如功率半导体多半是用低压的电路来控制，并透过光电耦合元件来驱动功率半导体，因此低压电路可以和功率半导体的输出隔离。

变压器可以产生一组输出，其参考点相对于接地点的电压是浮动的，以避免可能出现的接地回路。功率级的隔离变压器可以提升设备的安全性，人员碰到设备后，不会有电流经由人体流到大地。例如电胡刀专用的插头需要隔离变压器，这様若电胡刀掉到水中的话，也不会有触电的情形。2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学