直流电源拓扑
buck电路拓扑及其工作原理
buck电路拓扑及其工作原理1. 引言在现代电子设备中，为了提供稳定的电源供应，经常需要使用直流电源转换电路。
Buck电路是一种常用的直流电源转换电路，可将高电压降低为所需的低电压。
本文将介绍Buck电路的拓扑结构以及其工作原理。
2. Buck电路基本结构Buck电路采用开关元件控制电能的传递，由以下几个基本组成部分构成：2.1 输入电源输入电源为Buck电路提供能量，可以是直流电源或者交流电源连接的整流电路。
2.2 开关元件Buck电路中常用的开关元件有MOSFET和二极管。
其中，MOSFET可将电能从输入侧传递到输出侧，而二极管则起到反向导电的作用。
2.3 能量储存元件能量储存元件用于储存和传输能量，常用的元件包括电感和输出电容。
电感在Buck电路中起到储能的作用，而输出电容则用于平滑输出电压。
2.4 控制电路控制电路用于监测输出电压，并根据需要调节开关元件的导通时间以控制输出电压的稳定性。
3. Buck电路工作原理Buck电路的工作原理可以分为两种工作状态：导通状态和截止状态。
下面将详细介绍这两种状态下的工作原理。
3.1 导通状态在导通状态下，MOSFET导通，电流从输入电源经过电感流向输出电容和负载。
此时，电感储存能量，输出电流为正。
3.2 截止状态在截止状态下，MOSFET截止导通，电流无法通过，此时，电感释放储存的能量，输出电流为零。
二极管反向导电，维持输出电路的稳定。
3.3 工作周期Buck电路在导通状态和截止状态之间不断切换，形成工作周期。
每个工作周期可分为导通时间和截止时间。
4. Buck电路工作原理的优势及应用Buck电路具有以下优势：4.1 高效性Buck电路采用开关控制，通过调节开关元件的导通时间，可以实现高效能量转换。
4.2 可变输出通过控制电路调节开关元件的导通时间，可以实现不同的输出电压。
4.3 稳定性控制电路监测输出电压，可以及时调整开关元件的导通时间，保持输出电压的稳定性。
电源拓扑电路详解
拓扑学的英文名是Topology,直译是地志学,也就是和研究地形、地貌相类似的有关学科。
拓扑学是几何学的一个分支,但是这种几何学又和通常的平面几何、立体几何不同。
通常的平面几何或立体几何研究的对象是点、线、面之间的位置关系以及它们的度量性质。
拓扑学对于研究对象的长短、大小面积、体积等度量性质和数量关系都无关。
即不考虑图形的大小形状,仅考虑点和线的个数。
实质上拓扑学(TOPOLOGY)是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。
电路的拓扑结构就是指电路中节点、支路、回路的数量，这些都反映了电路中各部分连接的实质状况。
同一个拓扑结构可以画成几何形状不同的电路图拓扑电路非常适用于DC-DC变换器。
每种拓扑都有其自身的特点和适用场合。
因此，要恰当选择拓扑，熟悉各种不同拓扑的优缺点及适用范围是非常重要的。
DC／DC电源变换器的拓扑类型主要有以下13种：(1)Buck Converter降压式变换器；(2)Boost Conyerter升压式变换器；(3)Buck—Boost Converter降压/升压式变换器，含极性反转(Inverting)式变换器；(4)Cuk Converter升压，升压串联式变换器；(5)SEPIC(Single Endcd Pdimary Inductor Converter)单端一次侧电感式变换器；(6)F1yback Converter反激式(亦称回扫式)变换器；(7)Eorward Converter正激式变换器：(8)Double Switches Forward Converter双开关正激式变换器；(9)Active Clamp Forward Converter有源箝位(0)Half Bridge Converter半桥式变换器；(11)Full Bridge Converter全桥式变换器；(12)Push—pall Convener推挽式变换器：(13)Phase Shift Switching ZVT(Phase Shift Switching Zero Voltage Transition)移相式零电压开关变换器。
电源基本拓扑
电源基本拓扑
【原创版】
目录
1.电源基本拓扑的定义
2.电源基本拓扑的种类
3.各种电源基本拓扑的特点
4.电源基本拓扑在电子设备中的应用
5.电源基本拓扑的发展趋势
正文
一、电源基本拓扑的定义
电源基本拓扑是指电源系统中基本的电路结构，它主要包括直流电源和交流电源两大类。
直流电源基本拓扑通常包括单相桥式整流器、全桥整流器等；交流电源基本拓扑通常包括变压器、整流器、滤波器等。
二、电源基本拓扑的种类
1.直流电源基本拓扑
直流电源基本拓扑主要包括单相桥式整流器、全桥整流器等。
2.交流电源基本拓扑
交流电源基本拓扑主要包括变压器、整流器、滤波器等。
三、各种电源基本拓扑的特点
1.单相桥式整流器
单相桥式整流器具有结构简单、工作可靠等优点，但存在整流电压峰值系数较低、输出电流脉动较大等缺点。
2.全桥整流器
全桥整流器具有整流电压峰值系数较高、输出电流脉动较小等优点，但结构相对较复杂。
3.变压器
变压器具有变换电压、电流、功率等功能，是交流电源系统中的重要组成部分。
4.整流器
整流器是将交流电转换为直流电的装置，其主要功能是整流。
5.滤波器
滤波器是对整流后的脉动直流电进行平滑处理的装置，其主要功能是滤波。
四、电源基本拓扑在电子设备中的应用
电源基本拓扑广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、家电等。
DC-DC电源拓扑及其工作模式讲解
DC-DC电源拓扑及其工作模式讲解一、DC-DC电源基本拓扑分类：开关电源的三种基本拓扑结构有Buck、Boost、Buck-boost（反极性Boost）。
如果电感连接到地，就构成了升降压变换器，如果电感连接到输入端，就构成了升压变换器。
如果电感连接到输出端，就构成了降压变换器。
基本拓扑图如下：1.Buck2.Boost3.Buck-Boost二、DC-DC复杂拓扑结构1.反激隔离电源（FlyBack）另外有些隔离电源拓扑就是通过基本拓扑增加变压器或者变化得到的，例如反激隔离电源（FlyBack）。
2.Buck+Boost拓扑本质是用一个降压“加上”一个升压，来实现升降压。
SEPIC拓扑：集成了Boost和Flyback拓扑结构3.Cuk、Sepic、Zeta拓扑通过基本拓扑直接组合，形成了三个有实用价值的拓扑结构：Cuk、Sepic、Zeta。
Cuk的本质是Boost变换器和Buck变换器串联，Sepic的本质是Boost和Buck-Boost串联，Zeta可以看成Buck和Buck-Boost串联。
但是里面有些细节按照电流的方向在演进的过程中调整了二极管的方向，两极串联拓扑节省了复用的器件。
通过这样串联和演进，产生了新的三个电源拓扑。
同时，如果我们把同步Buck拓扑串联同步Boost可以形成四开关Buck-Boost拓扑。
4.四开关Buck-Boost拓扑同时，如果我们把同步Buck拓扑串联同步Boost可以形成四开关Buck-Boost拓扑5.反激、正激、推挽拓扑的演进利用变压器代替电感，可以把Boost演进为一个新拓扑FlyBack即反激变换器（反激的公式来看又是很像Buck-Boost，这里变压器不同于电感，也有说法会说反激是Buck-Boost变过来的）。
可以把Buck电路的开关通过一个变压器进行能量传递，就形成正激变换器。
将两个正激变换器进行并联，可以形成推挽拓扑。
正激的变压器，是直接输送能量过去，而不是像反激变压器那样传递能量。
六种基本DCDC变换器拓扑结构总结
六种基本DC/DC变换器拓扑，依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic变换器半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。
半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决。
半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。
正激变换器绕组复位正激变换器LCD复位正激变换器RCD复位正激变换器有源钳位正激变换器双管正激吸收双正激有源钳位双正激原边钳位双正激软开关双正激推挽变换器无损吸收推挽变换器推挽变换器:推挽变换器是双端变换器.其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来,基本推挽变换器好处是驱动不需隔离,变压器双端磁化,只要两个开关管.但是,变压器绕组利用率低,开关管电压应力为输入两倍,所以一般只适合低压输入的场合.而且有个问题就是会出现偏磁,所以要采用电流型控制等方法来避免.如果将两个双管正激同样耦合,可以构成四开关管的推挽变换器,也就是所谓的双双管正激.其管子电压应力下降为输入电压.其他等同.推挽正激是最近出现的一种新拓扑,通过一个电容来解决变换器漏感尖峰,偏磁等问题.在VRM中有应用.半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑.半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决.半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制.全桥变换器全桥变换器在大功率场合是最常用了,特别是移项ZVS和ZVZCS 接下去,会收集一些三电平变换器贴出来,在以后就给出boost族的隔离变换器....反激变换器.....正反激变换器......APFC.....PPFC.... 单级PFC.....谐振变换器等.....三电平变换器(three level converter)选了看起来比较舒服的两个拓扑,这些三电平是半桥演化而来,同样可以演化出多电平变换器,合适高压输入场合.而且可以通过全桥的移相控制方式实现软开关.。
buck拓扑结构工作原理
buck拓扑结构工作原理Buck拓扑结构工作原理一、引言Buck拓扑结构是一种常见的直流-直流（DC-DC）转换器拓扑结构，广泛应用于电源管理系统中。
它通过将输入电压转换为稳定的输出电压，以满足电子设备对电源的要求。
本文将从Buck拓扑结构的原理入手，详细介绍其工作过程和应用。
二、Buck拓扑结构概述Buck拓扑结构由开关管、电感、电容和二极管组成。
其基本工作原理是通过开关管的周期性开关操作，控制电感和电容的充放电过程，从而实现输入电压的降压转换。
Buck拓扑结构具有高效率、稳定性好等优点，因此被广泛应用于电源管理领域。
三、Buck拓扑结构工作过程1. 开关管导通状态：当开关管导通时，电感储存能量，并将电流传输到负载和电容上。
此时，输入电压通过电感和负载之间的电流流过，负载得到稳定的输出电压。
2. 开关管截止状态：当开关管截止时，电感中储存的能量会被释放，同时二极管导通，将电感中的电流传输到负载和电容上。
此时，负载仍然可以得到稳定的输出电压。
四、Buck拓扑结构工作原理1. 电压降压：Buck拓扑结构通过开关管的周期性开关操作，将输入电压降低到所需的输出电压。
开关管导通时，输入电压通过电感和负载之间的电流流过，负载得到稳定的输出电压；而开关管截止时，电感中的能量会被释放，通过二极管传输到负载和电容上，从而维持输出电压的稳定性。
2. 脉宽调制：Buck拓扑结构中，通过调节开关管的导通时间和截止时间，可以实现不同输出电压的调节。
通常采用脉宽调制（PWM）技术，即通过改变开关管导通和截止的时间比例，来控制输出电压的大小。
当需要增大输出电压时，延长导通时间；当需要减小输出电压时，延长截止时间。
3. 控制电路：为了实现输出电压的稳定性，Buck拓扑结构通常会配备反馈控制电路。
该控制电路会根据输出电压的变化情况，自动调节开关管的导通和截止时间，以保持输出电压恒定。
常见的控制方式有电流模式控制和电压模式控制，可以根据具体应用需求进行选择。
升降压dcdc拓扑
升降压DC-DC拓扑1. 概述升降压DC-DC拓扑是一种电力转换器拓扑结构，用于将输入电压进行升压或降压转换，以适应不同电路或设备的电源需求。
该拓扑结构具有高效、可靠、稳定的特点，被广泛应用于各种电子设备和电路中。
2. DC-DC拓扑结构升降压DC-DC拓扑主要有以下几种结构：2.1 升压拓扑升压拓扑将输入电压提升到更高的输出电压。
常见的升压拓扑有Boost拓扑、Flyback拓扑和SEPIC拓扑等。
2.1.1 Boost拓扑Boost拓扑是一种基本的升压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
工作原理是通过周期性地开关开关管，将电感储存的能量传递给输出电容，从而提升输出电压。
2.1.2 Flyback拓扑Flyback拓扑也是一种常见的升压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
与Boost拓扑不同的是，Flyback拓扑通过储存能量在电感中，然后在开关断开时将能量传递给输出电容，从而提升输出电压。
2.1.3 SEPIC拓扑SEPIC拓扑是一种特殊的升压拓扑结构，适用于输入电压范围波动较大的应用场景。
它由两个电感、两个开关管和一个输出电容组成。
SEPIC拓扑可以实现输入电压的升压和降压转换。
2.2 降压拓扑降压拓扑将输入电压降低到更低的输出电压。
常见的降压拓扑有Buck拓扑和Buck-Boost拓扑等。
2.2.1 Buck拓扑Buck拓扑是一种基本的降压拓扑结构。
它由一个开关管、一个电感和一个输出电容组成。
工作原理是通过周期性地开关开关管，将输入电压分段传递给输出电容，从而降低输出电压。
2.2.2 Buck-Boost拓扑Buck-Boost拓扑是一种特殊的降压拓扑结构，适用于输入输出电压都可变的应用场景。
它由一个开关管、两个电感和一个输出电容组成。
Buck-Boost拓扑可以实现输入电压的降压和升压转换。
3. DC-DC拓扑的工作原理DC-DC拓扑的工作原理可以简单描述为：1.输入电压通过开关管控制，分别传递给电感或输出电容。
电源拓扑结构及工作原理
电源拓扑结构及工作原理电源拓扑结构是电源的基本组成部分，是指电源中各部分组成的结构和电路，是电源工作的关键。
不同的电源拓扑结构在工作原理上也有所不同，我们可以根据需要选择适合自己的电源拓扑结构。
一、直流电源的拓扑结构1. 线性稳压器线性稳压器是最简单的直流电源拓扑结构，其工作原理是利用功率晶体管控制电源的输出电压。
直流电源通过变压器降压之后会进入一个整流电路，其将交流电压转换为直流电压。
而后直流电压进入一个滤波电路，其可以去除电源的电流突变和波动，使输出的直流电压更加平稳稳定。
2. 开关稳压器开关稳压器（Switching regulator）是一种可随意调整输出电压的电源拓扑结构，其工作原理是通过周期性开关控制电源的输出电压。
开关稳压器主要由四个部件组成：开关管、电感器、滤波电容和稳压管。
在工作时，一般都是通过工作周期和调节占空比来控制直流电源的输出电压。
二、交流电源的拓扑结构1. 单相全控桥电路单相全控桥电路是交流电源的基本拓扑结构之一，其工作原理为四个可控硅管组成的桥式电路。
通过控制可控硅管的通断状态，可以实现交流电源的开关及输出控制。
2. 三相桥式整流电路三相桥式整流电路是交流电源比较成熟的一种拓扑结构，其工作原理是在交流电源端加装三相桥式整流电路。
可以使交流电源的波形更为平稳，输出功率更加稳定。
总结：电源拓扑结构及其工作原理是电源研究的重要基础，而且在实际应用中，应根据不同的使用需求，选择不同的电源拓扑结构。
同时，随着技术的不断发展，电源拓扑结构也会不断更新，我们需要不断学习新技术，以便更好地为实际应用服务。
双向全桥cllc谐振拓扑工作原理简介
双向全桥cllc谐振拓扑工作原理简介双向全桥cllc谐振拓扑是一种常见的直流-直流电源变换器拓扑结构，其工作原理基于谐振原理。
该拓扑结构由四个开关管、两个电感和两个电容构成，其中电感和电容组成了谐振电路。
当开关管进行合/断开操作时，谐振电路中将产生谐振波形，进而实现对输入电压的变换。
此外，双向全桥cllc谐振拓扑还配备了逆变器和整流器两个模块，用于实现直流电源的输出以及对输出电压的调节。
逆变器模块将DC电源转换为AC电源，整流器模块则将AC电源转换为DC电源。
通过逆变器和整流器两个模块的协同作用，双向全桥cllc谐振拓扑可以实现双向电流流通，即电源可以向输出负载提供电能，同时输出负载也可以向电源反馈电能，以实现能量的互相转换。
总之，双向全桥cllc谐振拓扑拥有高效、可靠、稳定等优点，在各类直流-直流电源变换器应用中得到广泛应用。
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ac-dc基本拓扑及简单工作原理
ac-dc基本拓扑及简单工作原理AC-DC基本拓扑及简单工作原理一、引言AC-DC基本拓扑是电源转换器中常用的一种拓扑结构，它能将交流电转换为直流电，为各种电子设备的正常工作提供稳定的直流电源。
本文将介绍AC-DC基本拓扑的工作原理和特点。
二、AC-DC基本拓扑的分类AC-DC基本拓扑主要包括整流器和滤波器两个部分，常见的拓扑结构有单相半波整流、单相全波整流和三相整流等。
其中，单相半波整流和单相全波整流是比较常见的两种拓扑结构。
三、单相半波整流拓扑1. 工作原理单相半波整流拓扑是将交流电信号通过二极管进行整流，去除负半周的信号，只保留正半周的信号。
其工作原理为：当输入电压为正弦波时，二极管导通，电流从二极管的正向端流向负向端，此时输出电压为正，为输入电压的正半周；当输入电压为负弦波时，二极管截止，输出电压为0。
2. 特点单相半波整流拓扑的特点是简单、成本低廉，但输出电压有较大的脉动，并且只能利用输入电压的一半功率。
四、单相全波整流拓扑1. 工作原理单相全波整流拓扑是通过桥式整流电路将交流电信号进行整流，去除负半周的信号，只保留正半周的信号。
其工作原理为：当输入电压的正半周时，二极管D1和D4导通，电流从D1流向负极，从D4流向正极，输出电压为正；当输入电压的负半周时，二极管D2和D3导通，电流从D2流向负极，从D3流向正极，输出电压为正。
2. 特点单相全波整流拓扑相较于单相半波整流拓扑，输出电压脉动较小，输出功率利用率更高，但相应的成本和复杂度也会增加。
五、三相整流拓扑三相整流拓扑是在三相交流电源输入的基础上，通过整流和滤波，将交流电转换为直流电。
三相整流拓扑能够提供更稳定和高效的直流输出，广泛应用于工业领域。
六、小结AC-DC基本拓扑是电源转换器中常用的一种拓扑结构，通过整流和滤波的方式将交流电转换为直流电。
常见的拓扑结构有单相半波整流、单相全波整流和三相整流等，它们各有特点和适用场景。
在选择AC-DC基本拓扑时，需要根据实际需求和成本效益进行综合考虑。
高频直流高压电源拓扑结构
高频直流高压电源的拓扑结构通常包括以下几种：串联谐振型：这种拓扑结构适用于小功率、高电压的场合。
通过调整电路的串联谐振频率，可以使得开关频率与谐振频率相等，从而实现开关管的零电压开通和零电流关断，减小开关管的损耗。
同时，由于电路的谐振作用，可以减小电源内阻的损耗，提高电源的效率。
并联谐振型：这种拓扑结构适用于大功率、高电压的场合。
通过调整电路的并联谐振频率，可以使得开关频率高于或低于谐振频率，从而实现开关管的零电压开通和零电流关断，减小开关管的损耗。
同时，由于电路的谐振作用，可以减小电源内阻的损耗，提高电源的效率。
正弦波脉宽调制型（PWM）：这种拓扑结构通过调节脉冲宽度来控制输出电压的幅度和频率，从而实现电源的高频化和高电压化。
PWM控制技术可以使得开关管工作在开关状态，减小开关管的损耗，提高电源的效率。
同时，由于输出电压是正弦波，可以减小对输出负载的影响。
多级串联型：这种拓扑结构适用于高电压、大功率的场合。
通过将多个开关电源串联起来，可以获得较高的输出电压。
同时，由于每个开关电源的功率较小，可以减小每个开关电源的损耗，提高电源的效率。
以上是几种常见的高频直流高压电源拓扑结构，实际应用中需要根据具体需求选择合适的拓扑结构。
一文告诉你DC-DC直流电源如何选择拓扑电路
较为常见的模块电源分为AC-DC与DC-DC两种。
本文将对DC-DC模块电源进行梳理，为大家分析出哪种拓扑电路更加容易实现，且性能更佳。
此处说的DC-DC模块电源，应该指的是工业、轨道交通、通信、军事上用的嵌入式模块电源，这类电源追求的是高可靠性、高功率密度、高效率，就目前而言，对成本虽有要求，但远没有常规的AC-DC那么敏感。
且为了达到高性能，一般不会像AC-DC那样，DC-DC模块电源在设计时，为方便设计的灵活性，不太用集成度高的IC。
一般而言，流行于市面上的DC-DC模块电源(隔离型)，功率等级基本在1kw以内(功率再大一点的，可通过多模块并联均流实现)，输入电压范围从2.5V到650V 不等，输出电压则从1V到60V不等，而模块在设计时，对拓扑的选择主要从这三方面考虑了：输入、输出、功率等级。
Royer(自激推挽)一般用于低输入电压的场合(如2.5V，5V)，且功率不大(如2W以内)，另外Royer 是非稳压的，若需要稳压，则需要在模块里面加入线性稳压线路;常规反激(包括IC控制的反激和RCC)用于模块电源中的常规反激，一般功率不超过50W，输入电压覆盖9V到1000V，均有模块产品出现;同步整流技术是反激变换器设计中的一个难点，也是专利壁垒比较多的一个点，市场上的小功率DC-DC模块大多用这种拓扑;至于RCC，最大的优点是便宜，但它对器件的一致性要求太高，而且还是变频的，并不太适合用来制造高性能模块电源，早年的模块电源有人用过，现在用的人越来越少了。
有源钳位反激/有源钳位正反激有源钳位反激是有源钳位技术与常规反激变换器结合的产物，开关管应力低，效率高，EMI特性好是它的优点，但技术复杂，同步整流也不好搞定，所以尽管它的优点很多，但市场上用这种拓扑做产品的并不多见;至于有源钳位正反激技术，比有源钳位反激技术更复杂，正反激最大的优点就是输出纹波小，尤其是0.5duty时理论纹波为零，可在一些高性能DC-DC模块电源中见到这种拓扑;有源钳位正激，最开始是vicor的专利拓扑，2003年专利到期，经过十几年的发展，可以说是模块电源里最著名也是最成熟的一个拓扑了，常用于50W---200W 功率等级，输入电压不超过100V的场合，几乎每一家做模块的企业都会用到这种拓扑，输出电压从1V到15V均有。
acdc拓扑种类
acdc拓扑种类ACDC拓扑种类ACDC拓扑是指交流（AC）到直流（DC）的电力转换拓扑结构。
在电力系统中，交流电源通常用于输电和分配电能，而直流电源则用于电子设备和某些特定的工业应用。
ACDC拓扑是将交流电转换为直流电的关键技术，具有广泛的应用领域。
一、全波桥整流拓扑全波桥整流拓扑是ACDC拓扑中最常见的一种。
它由四个二极管和一个负载组成。
交流电源通过一个变压器提供，经过整流桥后，输出的电压变为直流电。
全波桥整流拓扑具有简单、可靠的特点，广泛应用于家用电器和通信设备等领域。
二、半波整流拓扑半波整流拓扑是ACDC拓扑中的另一种常见结构。
它由一个二极管和一个负载组成。
交流电源经过变压器提供，经过二极管后，输出的电压变为直流电。
与全波桥整流拓扑相比，半波整流拓扑只能利用交流电的一半功率，效率较低，应用范围相对较窄。
三、谐振变换器拓扑谐振变换器拓扑是一种高效率的ACDC转换拓扑。
它利用谐振电路的特性，在开关管关闭时，将电感、电容存储的能量传递到输出端，从而实现电能的转换。
谐振变换器拓扑具有高效率、低噪声的特点，广泛应用于电动车充电器、太阳能逆变器等领域。
四、多电平换流器拓扑多电平换流器拓扑是一种高性能的ACDC转换拓扑。
它通过在输出端使用多个电平的电压波形，实现对输出电压的控制。
多电平换流器拓扑具有低谐波、低电磁干扰的特点，适用于高精度的电力供应系统，如电力传输、电动机驱动等领域。
五、开关电源拓扑开关电源拓扑是一种常用的ACDC转换拓扑。
它利用开关管的开关动作，将交流电转换为直流电。
开关电源拓扑具有高效率、稳定性好的特点，广泛应用于计算机、通信设备、工控设备等领域。
六、飞冲波变换器拓扑飞冲波变换器拓扑是一种高频高效的ACDC转换拓扑。
它利用飞冲波电路的特性，在开关管开关时，将电感储存的能量传递到输出端，实现电能的转换。
飞冲波变换器拓扑具有高效率、小体积的特点，适用于移动设备、电动工具等领域。
以上是ACDC拓扑的几种常见种类，每种拓扑都有其适用的领域和特点。
熟悉各种常见电源拓扑结构
熟悉各种常见电源拓扑结构在现代科技发展的背景下，电力供应已成为人们生活中不可或缺的一部分。
电源拓扑结构是指电力系统中将电能转换为普遍可用的形式的方式和方法。
了解各种常见的电源拓扑结构对于电力系统的设计和使用至关重要。
1. 直流直流 (DC-DC) 转换器DC-DC转换器的主要功能是将直流电源转换为所需的直流电压。
常见的DC-DC转换器结构包括降压型、升压型和升降压型。
降压型DC-DC转换器降低输入电压以获得所需输出电压，升压型DC-DC转换器提高输入电压以获得所需的输出电压，而升降压型DC-DC转换器则能够将输入电压转换为高于或低于输入电压的输出电压。
2. 交流直流 (AC-DC) 变换器AC-DC变换器将交流电源转换为直流电源。
这种转换器是电力系统中常见的部分，因为大多数电子设备需要直流电源才能正常工作。
最常见的AC-DC变换器是整流器，它将交流电压转换为直流电压。
整流器主要包括单相整流器和三相整流器。
单相整流器适用于家庭和商业领域，而三相整流器常用于工业领域。
3. 直流交流 (DC-AC) 变换器DC-AC变换器用于将直流电源转换为交流电源。
这种转换器在许多应用中都非常重要，例如太阳能系统和逆变器。
太阳能系统中的DC-AC变换器将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电能，以供给电网。
逆变器则将电池或汽车电源等直流电源转换为可供家庭电器使用的交流电源。
4. 交流交流 (AC-AC) 变换器AC-AC变换器是将交流电源从一种形式转换为另一种形式的设备。
这种转换器在电力系统中发挥着重要作用，例如变压器。
变压器可以提高或降低交流电压的大小，并且广泛应用于电力传输、家庭电器和工业设备等领域。
5. 隔离和非隔离拓扑结构电源拓扑结构可以分为隔离和非隔离两种结构。
隔离结构能够提供电气隔离，使输出与输入之间保持安全隔离。
而非隔离结构没有电气隔离，在一些特定应用中可能会造成安全问题。
所以，在设计电源系统时，必须仔细考虑安全需求和隔离要求。
了解各种电源拓扑的优缺点
了解各种电源拓扑的优缺点电源拓扑是电力系统中的关键概念，它描述了电力传输的方式和架构。
不同的电源拓扑具有各自的优缺点，本文将对几种常见的电源拓扑进行介绍，以帮助读者更好地了解它们。
1.单端正激变换器单端正激变换器（Flyback Converter）是一种常见的离线电源拓扑，具有简单、成本低廉的优点。
它使用变压器将输入电压转换为所需的输出电压。
然而，由于变压器的存在，单端正激变换器的功率密度相对较低，适用于低功率应用。
2.反激变换器反激变换器（Forward Converter）是另一种常用的离线电源拓扑，也使用变压器将输入电压转换为输出电压。
相比于单端正激变换器，反激变换器具有更高的功率密度和效率。
然而，反激变换器的控制较为复杂，不适用于一些特定应用。
3.电容耦合器电容耦合器（Capacitive Coupling）是一种简单的直流电源拓扑，常用于低功率和低成本的环境。
它通过电容器将输入电压耦合到负载上。
然而，电容耦合器的输出电压受电容器的质量和电容值的影响，因此其稳定性和可靠性相对较低。
4.同步整流器同步整流器（Synchronous Rectifier）是一种在开关转换电源中广泛使用的技术。
它通过同步开关管代替二极管实现电能转换。
同步整流器具有较低的导通压降和损耗，因此可以提高整体效率。
然而，同步整流器的设计和控制需要更高的技术要求和成本。
5.无刷直流电机驱动器无刷直流电机驱动器（Brushless DC Motor Driver）是一种用于控制无刷直流电机的电源拓扑。
它采用功率半导体器件来实现对无刷直流电机的控制。
无刷直流电机驱动器具有高效率、高精度的优点，适用于各种工业和家电应用。
然而，无刷直流电机驱动器的设计和调试相对复杂，需要较高的技术水平。
通过对这些不同的电源拓扑进行了解，我们可以选择适合特定应用的电源设计方案。
每种电源拓扑都具有其独特的优点和限制，我们可以根据实际需求和成本效益进行选择。
11种电源拓扑
11种电源拓扑
电源拓扑是指电源的电路结构和组成方式，常见的电源拓扑有11种。
1. 前置式电源拓扑：电源电路与被供电设备之间采用独立的变压器，常见于高保真音频、精密测量等场合。
2. 反激式电源拓扑：通过电感等元件使电源的输出电压反向回馈到输入端，实现高效率、小体积的设计，常用于电脑、手机等电子设备。
3. 降压式电源拓扑：将电源输出电压降低作为被供电设备的电源，常见于各种电子设备、LED灯等。
4. 升压式电源拓扑：将电源输出电压升高作为被供电设备的电源，常见于太阳能、风能等非常规能源领域。
5. 变频式电源拓扑：通过不同的开关频率调节输出电压，常见于电动机控制、农业灌溉等领域。
6. 双相电源拓扑：具有两个独立的相位输出的电源拓扑，常用于马达、变频器等应用。
7. 三相电源拓扑：具有三个独立的相位输出的电源拓扑，常用于各种工业设备、电气控制等领域。
8. 短路保护电源拓扑：具有自我检测和自我保护功能的电源，能防止短路、过载等故障，广泛应用于各种电子设备。
9. UPS电源拓扑：无需转换时间、具有瞬时备份电源的电源，用于保护计算机和网络系统。
10. 逆变器式电源拓扑：将直流电转换成交流电的电源，常见于太阳能、风能
等非常规能源领域。
11. 增加附加功能的电源拓扑：如加入滤波器、降噪电路等功能的电源。
直流开关电源的拓扑结构
直流开关电源的拓扑结构开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源，是按输出来区分的，交流开关电源输出的是交流电，而直流开关电源输出的是直流电，这里介绍的是直流开关电源。
随着相关元器件的发展，直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用。
直流开关电源与线性电源相比一般成本较高，但在有些特别场合却更简单和便宜，甚至几乎只能用开关电源，如升压和极性反转等。
直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种，隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离，变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。
直流开关电源结构复杂，设计和分析都有较特别的一套理论和方法，这里主要介绍6种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点，便于依据应用场合来选择使用。
理想假定：为便于分析，常假定存在如下理想状态1. 电子器件理想：电子开关管Q和D的导通和关断时间为零，通态电压为零，断态漏电流为零2. 电感和电容均为无损耗的理想储能元件，且开关频率高于LC的谐振频率3. 在一个开关周期内，输入电压Vin保持不变4. 在一个开关周期内，输出电压有很小的纹波，但可认为基本保持不变，其值为Vo5. 不计线路阻抗6. 变换器效率为100%一、Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Tof f，占空比Dy= Ton/Ts。
Buck变换器有两种基本工作方式：CCM(Continuous current mode)：电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大于零DCM(Discontinuous current mode)：电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf 的电流为零1.1 CCM时的基本关系：1.2 DCM时的基本关系：DCM可分为两种典型情况：输入电压Vin不变，输出电压Vo变化，常用作电动机速度控制或充电器对蓄电池的恒流充电输入电压Vin变化，输出电压Vo恒定，即普通开关稳压电源1.3 电感电流临界连续的边界：1.3.1输入电压恒定不变时：Vin=const可画出Buck变换器在Vin=const时的外特性曲线：图中虚线为电感电流临界连续的边界，内部为电流断续区，外面为电流连续区。
威思曼高压直流电源 拓扑结构
威思曼高压直流电源拓扑结构
威思曼高压直流电源的拓扑结构主要包括以下几种：
1. 串联型：串联型拓扑结构是最简单的高压直流电源拓扑结构，它将多个电源模块串联起来，以获得更高的输出电压。
这种拓扑结构适用于需要高电压、低电流输出的场合。
2. 并联型：并联型拓扑结构是将多个电源模块并联起来，以获得更大的输出电流。
这种拓扑结构适用于需要高电流、低电压输出的场合。
3. 混合型：混合型拓扑结构结合了串联型和并联型的优点，它既可以通过串联方式提高输出电压，又可以通过并联方式提高输出电流。
这种拓扑结构适用于需要高电压、高电流输出的场合。
4. 多路型：多路型拓扑结构是将多个电源模块分成多个路，每路都有自己的输入电源和输出负载。
这种拓扑结构适用于需要多路输出或需要独立控制每路输出的场合。
不同的拓扑结构具有不同的特点和适用范围，根据实际需求选择合适的拓扑结构可以获得更好的电源性能。
obc拓扑pfc+ llc工作原理
Obc拓扑PFC+ LLC工作原理1. 介绍在现代汽车工业中，随着汽车电子设备的不断增多和功率需求的提高，汽车电子电源系统的设计变得越来越重要。
其中，On-Board Charger （OBC）是将交流电源转换为直流电源，并用于充电汽车电池的关键部件。
而拓扑PFC+ LLC是一种常用的OBC电源系统设计方案，本文将重点讨论其工作原理。
2. 拓扑PFC+ LLC概述拓扑PFC+ LLC即为Power Factor Correction（PFC）和Low Voltage Differential Signaling（LLC）两者的结合。
PFC主要用于改善交流输入端的功率因数，提高系统的效率，而LLC则用于输出端稳定的电压输出。
这种组合拓扑能够兼顾功率因素和输出稳定性，逐渐成为了OBC电源系统的主流设计方案。
3. PFC工作原理PFC的主要功能是调整输入端的电流波形，使其更加接近正弦波，从而提高功率因素。
其工作原理就是通过控制开关管的通断，来使得输入端的电流与电压同步，达到最大功率输出。
在PFC中，Boost型拓扑是常见的选择，通过电感和电容的组合，实现对输入电流波形的调整。
4. LLC工作原理LLC的作用是将高电压的直流电源转换为稳定的低电压输出。
其工作原理是通过电感和电容的串联并联组合，形成谐振网络，实现高效率的能量转换。
LLC拓扑能够在高频范围内工作，并且具有较低的损耗和高的稳定性，适合用于汽车电源系统中。
5. 拓扑PFC+ LLC的优势将PFC和LLC两种拓扑结合在一起，能够充分发挥它们各自的优势，提高整个OBC电源系统的性能。
PFC可以改善输入端的功率因数，降低谐波，减小电网对系统的影响；而LLC可以提供稳定的输出，同时具有高效率和高度集成度，满足汽车电子系统对功率密度和稳定性的要求。
6. 个人观点从我个人的角度来看，拓扑PFC+ LLC是一种非常有前景的OBC电源系统设计方案。
它能够兼顾输入端的功率因数和输出端的稳定性，同时具有高效率和高度集成度的特点。
直流电源拓扑
NP
NS2
RO
+ UO
-
DO2
S1导通 S2关断
半桥式变换器
+
UC1
S1
-
E
+ UC2
S2
-
DO1 T
NS1
CO
NP
NS2
RO
+ UO
-
DO2
S2导通 S1关断
半桥式变换器
+
UC1
S1
-
E
+ UC2
S2
-
DO1 T
NS1
CO
NP
NS2
RO
+ UO
-
DO2
晶体管从导通转为截止时，叠加漏感尖峰被箝位于E。 因此高压开关管上承受的尖峰电压也不超过电源电压， 而且晶体管数量只有全桥式的一半，这是它的优点。
UC1
IP 2C1
t
Q Tr3
Tr1
Tr4
A D1 C1 i
D3
B
C4 Lr T
DO1 Lf
—
—
+ NS1
CO
+ Cr NP
—
NS2
+
Tr3
Tr2
C3
C2
DO2
D2
Tr1
Tr3
+ UO R-
UC3
E
IP 2C3
t
Tr4 IP
Tr2
➢死区时间
I1
Tr4
I2 i
Vt 2Clead E IP
0
t1 t1’t2 t3 t4
t5
t6 t7 t8
t9
t
UAB
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+ U C2 -
S2
DO2
晶体管从导通转为截止时，叠加漏感尖峰被箝位于E。 因此高压开关管上承受的尖峰电压也不超过电源电压， 而且晶体管数量只有全桥式的一半，这是它的优点。 缺点在于，高频变压器上的电压幅值只有E/2,欲得到和 全桥、推挽式相同的输出功率，高压开关管必须流过两 倍的电流。一般半桥式只宜获得中等容量输出。 半桥式电路的一个极重要的特点是其具有抗不平衡能力 。
(b)关断状态
(c)导通、电流断续状态
Boost变换器
1 1 M D2 1-D1
1 1 2D12 / L M 2
占空比—增益关系曲线
Boost变换器
iL
L
D
io
vin
S
C
R
vo
UO 1 1 M U in D2 1-D1
(a)理想电路
iin vin
L
iL
RL
D
D
Tr2
Tr4
D4
t1之前
功率传输
E
Tr1 A
Tr4 D1 C1 i
C4 Lr T NP
DO1
Lf CO R + UO -
—
NS1
—
Cr B
D3 Tr3 C3 Tr2
+
NS2
+ —
DO2
+
D2
C2
Q IP I1 0
Tr3
Tr1
Tr3
Tr4
Tr2
I2
Tr4
i
t9 UAB
t1 t1’ t2
t3 t4
单端反激式变换器
开关过电压的抑制方法： 耗散过电压的能量
单端反激式变换器
开关过电压的抑制方法： 能量反馈回电源
单端反激式变换器
缓冲网络的优点：
减少开关管电压应力
减少EMI 使负载轨迹不超过安全工作区
单端反激式变换器
无缓冲网络
有缓冲网络
无缓冲网络
有缓冲网络
单端正激式变换器
单端正激式变换器与反激式不同之处在于开关管Q导通期间输 入电压经变压器T向输出电容C和负载提供能量，称为正激式 在结构上，变压器T增加一去磁线圈Nt，Nt匝数与Np相同。 其工作过程也可分以下两个阶段
DO1 CO RO + UO -
+ U C2 -
S2
DO2
半桥式变换器
S1导通 S2关断
E
+ U C1 -
S1
T NS1 NP NS2
DO1 CO RO + UO -
+ U C2 -
S2
DO2
半桥式变换器
S2导通 S1关断
E
+ U C1 -
S1
T NS1 NP NS2
DO1 CO RO + UO -
+
NS2
+ —
DO2
+
U C1 UC3
IP t 2C1
D2
C2
IP Tr4 E t IP 2C3
I1 0
t1 t1’t2 t3 t4
Q
Tr3
Tr1 Tr2 I2
t5 t6 t7 t8
Tr3 Tr4
死区时间
i
t9
2Clead E t IP
副边绕组电压
t
UAB
0
D4
t1
’—t
2
Tr1 A
第二阶段：
当t=t1时，开关管Q从导通变为 截止，由于ip电流不能突变,变 压器T各绕组电压反向,次级绕 组上正下负使D2截止，D3导通 ，电感L向负载提供能量，这时 去磁线圈Nt的感应电势为上正 下负，D1导通起到续流和去磁 作用。
第二阶段：
通过D1的电流的最大值为
I DIM
Vi tON LP
单端反激式变换器
高压开关管Q在触发脉冲驱动 下导通时，输入直流电压Vi正 向地加到变压器的初级Np 。 由于次级二极管接反,次级没 有电流流过,变压器(电感)储 存能量。 变压器初级电流(磁通)是单向 的，故称单端变压器；输出电 容器C和负载只是在开关管截 止时从变压器次级获得能量， 称之为反激式。 将一个开关周期分为两个阶段 ，并设变压器T初次级电感Lp 和LS为常量。
+
开关管导通时
V diP i dt LP
ip的最大值
I PM Vi tON LP
H IP
+
开关管关断时
is I SM V0 t LS
I SM =
NP I PM NS
单端反激式变换器
电流断续工作模式
完全能量传递方式
toff LS I SM V0
电流连续工作模式 不完全能量传递方式
iL2 C2 VC R + uO
D
CUK变换器
iL1 VS L1
S
+
C1
L2
iL2 C2 VC R + uO
D
VS U C1 1 D1 UO U C1 D1 Uo D1 M VS 1 D1
单端变换器
单端变换电路，它与双端电路的主要区 别在于高频变压器的磁心仅工作在磁滞 回线的一侧（第一象限）。 按高频变压器副边开关整流二极管连接 方式不同，单端变换电路可分为单端反 激和单端正激两种形式。
C
io
S
vc R
Rc
vo
2 1 D2 R M D2 r
(b)实际电路
R2 D12 r RL ( R // RC ) D2 R RC
Boost变换器
理想和实际状态下增益M=f(D1)曲线
2 1 D2 R M D r 2
Cin
S
e
b PFC
Buck-Boost(升降压)变换器
iin vin
D
io
S
L
C
vc
R
vo
D uo E 1 D
CUK变换器
iL1 VS L1C R + uO
D
iL1 VS
L1
S
+
C1
L2
iL2 C2 VC R + uO
D
iL1 VS
L1
S
+
C1
L2
双端变换器
双端变换电路，高频变压器的磁心工作 在磁滞回线的第一、三象限。
主要电路有推挽式、全桥式、半桥式等
推挽式变换器
高压开关管BG1
、BG2受脉宽触 发信号控制，以 PWM方式激励（ 两脉冲等幅、等 宽、互补、有死 区）
推挽式变换器
高压开关管BG1
、BG2受脉宽触 发信号控制，以 PWM方式激励（ 两脉冲等幅、等 宽、互补、有死 区）
移相全桥变换器
改变对管驱 动电压的移相 角来调节输出
E D3 Tr3 C3 Tr2 D2 Tr1 A Tr4 D1 C1 i Cr B C2 NP NS2 DO2 D4 C4 Lr T NS1 DO1 Lf CO R + UO -
电压
利用谐振实 现零电压开通
Q Tr1
Tr3
Tr1 t
超前桥臂 Tr1、Tr3 滞后桥臂 Tr2、Tr4
二极管将漏感能量归还电源，有益于提高效率。
电路使用了四个高压开关管，需要四组彼此绝缘的 基极驱动电路，电路复杂，元件多。 变压器原边磁通容易出现不平衡，需串联隔直电容
隔直电容的作用
D4 Tr1 A E D3 Tr3 C3 Tr2 D2 Tr4 D1 C1 i Cr B C2 NP NS2 DO2 C4 T NS1 DO1 Lf CO R + UO -
全桥式变换器
D4 Tr1 A E D3 Tr3 C3 Tr2 D2 Tr4 D1 C1 i NP B C2 NS2 DO2 C4 T NS1 DO1 Lf CO R + UO -
U O 2TON N S NS 2D E T NP NP
全桥式电路稳定时，开关管施加的最高电压为E，瞬 态电压峰值箝位于E，较推挽耐压要求低。另外箝位
Tr4 D1 C1 i
C4 Lr NP NS2 T NS1 Cr B
DO1
Lf CO R + UO -
D1导通，为Tr1零电压 E 开通提供条件
t 2 —t 3
D1导通
Tr3
D3 C3 Tr2
D2
C2
DO2
Q IP I1 0
Tr3 Tr4
Tr1 Tr2 I2
Tr3 Tr4
i
t9
t1 t1’t2
toff LS I SM V0
单端反激式变换器
不完全 能量传 递 磁芯加 气隙 电流存 在直流 分量 容易 磁饱和
磁化曲线向 H轴倾斜
传递更多的 能量
单端反激式变换器
气隙较小 部分能量存储 在气隙里
P fVe
BW
Br
HdB
气隙较大 Ve—磁芯和气隙的 有效体积
1 2 2 = LP ( I P I 2 P1 ) 2
E
VT
L
iO C uO R
L E
VD
iO C uO R
E
(a)导通状态
(b)关断状态
uo DE
Boost变换器
CCM工作模式
iL
L
UO 1 1 (1) M U in D2 1-D1
D
io
vin
S
C
R
vo
iL
L
D
io