在当今的电子和电力系统中，直流 - 直流（DC - DC）转换器扮演着至关重要的角色。它是一种机电设备或电路，主要功能是依据电路的具体要求，将直流电压从一个电平转换到另一个电平。作为电力转换器家族的一员，DC - DC 转换器的应用范围极为广泛，既可以用于电池等小电压应用场景，也能在高压输电等高压应用中发挥作用。
在半导体尚未普及的时期，低功率项目若要将直流电压转换为更高电压，常用的技术是通过振动器电路先将直流电压转换为交流电压，接着利用加电压变压器提升输出电压水平，通过整流电路将其转换回直流。而在需要大功率的应用中，则采用电动机和发电机的组合，由电动机驱动发电机，以提供所需的负载电压。然而，这些技术不仅成本高昂，而且效率较低，但在当时由于缺乏其他可行的方法，只能被广泛使用。
随着电力半导体和集成电路的发明，情况发生了巨大的改变。出现了如直流电源这种较为便宜的解决方案，它采用高频交流输入变压器，不仅价格实惠，而且操作方便。该设备通过整流器将电压再次转换为直流。
DC - DC 转换器通常采用开关技术进行操作。开关操作的 DC - DC 转换器能够根据应用需求，将直流电压从一个电平转换到另一个电平，其输出电压既可以高于也可以低于输入值。在转换过程中，转换器会在一段时间内存储能量，并提供不同级别的输出。能量以磁场的形式存储在导体的变压器中，以电场的形式存储在电容器中。
与线性电压转换相比，开关电压转换具有明显的优势。线性电压转换会将功率以热量的形式耗散掉，而开关电压转换则更容易处理，并且更加节能。为了实现高效转换，需要使用能够高速升降的半导体器件。不过，高速开关对电路布局的准确性要求极高，这使得电路的创建变得困难。但开关模式转换器的高效率降低了对散热器的需求，同时也延长了电池的使用寿命。此外，使用场效应晶体管（FET）可以进一步提高转换器的效率，因为这些设备在执行转换过程时比双极结型晶体管（BJT）的能量损失更小。
DC - DC 转换器的其他改进还包括用功率 FET 替换反激二极管同步整流电路。功率 FET 的电阻较小，减少了开关过程中的能量损失。
大多数 DC - DC 转换器的设计初衷是将电流从输入单向导向输出。但实际上，所有开关调节电路都具备双向传输的能力，通过更换所有二极管控制的有源整流电路，就可以在任何方向传输功率。双向转换器特别适用于车辆的再生制动等应用，在驾驶过程中它可以为车轮提供动力，在制动时则接收动力。
就像所有高频电路一样，在创建 DC - DC 转换器时，必须采取一些措施。例如，组件的选择、连接方式以及开关噪声等，都必须控制在可接受的水平。初，DC - DC 转换器的创建成本高于线性调节器，但随着电路创建技术的应用，成本逐渐降低。如今，DC - DC 转换器通常基于集成电路（IC），并且需要一些额外的组件。它们也以混合配置的形式存在于多个电子结构中。
不同类型的 DC - DC 转换器包括巴克、塞普、巴克 - 博斯特和乔克电路等。这些电路的输入位于左侧，输出则提供给右侧的负载。电源开关可以是金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或双极结型晶体管（BJT）。
- 当前评级：这是转换器能够提供给负载的电流值。
- 温度等级：它指的是 DC - DC 变换器在全负荷运行时必须承受的温度值。操作温度必须根据该等级进行设置，否则转换器可能会损坏或过热。
- 波压：该值定义了转换器输出的波纹电压。在操作过程中，必须密切关注这些评级。
- 电压等级：DC - DC 变换器存在一些限制，这些限制确定了转换器的电压转换能力。
- 转换器尺寸和重量：由于开关转换器可以在更高的频率下工作，因此它们可以设计得体积更小。在转换器的设计过程中，需要在电路的大小和效率之间找到一个平衡点。
在当今社会，众多不同类型的车辆在运行过程中会造成空气污染、变暖和地球资源的枯竭等问题。为了解决这些问题，电动车、混合动力车及燃料电池电动车成为了理想的解决方案。电动车和混合动力车通常使用两种储能装置。种是多功能储能系统（MES），用于存储高能量；第二种是可充电储能系统（RESS），能够提供高功率的可逆转性。MES 提供了一个高效的能量存储和释放平台，并且具备良好的再生制动和加速度系统。储能装置会根据负载情况改变输出电压，并且通过高电压的直流连接，为车辆工程师在配置能源存储元件与牵引驱动方面提供了便利。DC - DC 转换器可以作为电力系统中的接口元件发挥重要作用。
汽车转换器必须具备轻、小、可靠、有效以及产生低电磁干扰等特点。
在电动汽车中，使用的 DC - DC 转换器类型多样。图 2 展示了电动汽车中使用的不同类型的转换器，它显示了至少一个 DC - DC 转换器如何将直流连接连接到燃料电池或超级电容器模块。电动汽车拥有多种能源，如燃料电池、电池和超级电容器等。在实际应用中，电动汽车通常会使用一种或多种储能装置，以降低整体成本和数量，并确保良好的运行性能。常用的能量储存器是电池和超级电容器，这些设备可以配置为不同的燃料电池栈组合。常见的配置是两个模块的平行连接，例如燃料电池或电池、燃料电池或超级电容器、电池或超级电容器。在这种配置方式中，功率并非用于控制，而是可以通过分量阻抗值来进行测量。阻抗取决于不同的参数，如效率和设备的健康状况。电压参数也需要与两个组件的规格相匹配。
以燃料电池 / 电池组合为例，由于电池的固定电压，燃料电池在整个工作时间内必须保持相同的功率。在电池或超级电容器组合的情况下，只能使用非常小的电容器能量交换功能，这是因为电池电压具有恒定值。此时，可以通过选择 DC - DC 变换器的输出电压来调节每个器件的功率。
- 非孤立转换器：非孤立转换器适用于电压以 4:1 的比率增加或减少的应用场景。在这种情况下，输出和输入之间没有介质隔离。非孤立转换器还包括子类型，如充电泵、巴克、库克、巴克 - 博斯特、巴克和提升等。其中，巴克转换器用于电压降低或增加；巴克 - 博斯特和库克转换器用于电压的增加和降低；电荷泵转换器用于电压的提升和倒置，是部分工程的组成部分。
- 磁变器：DC - DC 转换器会定期在电感器或变压器中存储和释放能量，其频率值范围为 300 千赫兹至 10 千兆赫。通过稳定性控制，可以调节为传输负载所需的功率充电的责任周期。利用这个控制器，可以在输入和输出电流之间进行调节，也可以通过电路维护恒定功率。带有变压器的转换器可以在输入和输出之间提供隔离操作。
- 孤立转换器：在这些转换器中，使用了高频变压器。对于输出需要完全与输入分离的应用程序，通常会使用这种转换器。孤立转换器有不同的类型，如半桥、全桥、飞黑色向前和推拉直流转换器等。这些转换器还可以用作双向转换器。
对于接口而言，燃料电池 DC - DC 转换器的主要作用是提高燃料电池电压并调节直流链路电压。而超级电容器的接口则需要可逆直流转换器。具有特定设计和应用特点的 DC - DC 转换器有多种类型，但对于车辆应用而言，需要考虑以下因素：
- 车辆使用的转换器效率必须很高。
- 转换器必须体积小、重量轻。
- 电磁干扰要较少。
- 要能有效处理从燃料电池得到的波动。
- 该函数必须提供电压上升或提升功能。
- 功率转换器流量的调节应能适应转换器输入电压的不同变化。
每种转换器都有其优缺点。例如，DC - DC 增强器转换器不具备电隔离功能。输入量和输出量的巨大变化会导致开关承受较大的应力，这种电路效应会受到高电流和电压波纹的影响，从而面临诸多问题。
