电源拓扑电路详解
最详细的5种开关电源拓扑结构
CCM模式下的供能
在CCM模式下，情况则比 较复杂，若Io小于IL的最小 值，则K断开之后，L始终 是向C和R同时供电，即处 于CISM状态下 若Io大于IL的最小值，即与 IL有交点，则当IL下降到Io 以下，C开始放电，L和C 同时向R供能。 核心在于IL和Io大小关系
BUCK-BOOST拓扑
τ =L/RTs
电压增益比M分析
电路的工作模式是由 τ=L/RTs同D1代数关系式 0.5D1(1-D1)(1-D1)相对大 小决定的，两者的关系见 右上图。 由图形关系可以看出，当 τ>0.074时，无论D1如何变 化都工作在连续区域。当 τ<0.074时，D1在某一区间 内不连续状态，除此为连 续状态 CCM和DCM模式下的增益 比M同D1的关系见右下图
Vo Vo Vo dt (t 2 t1) D 2Ts (2式) L L L
1式2式相等，可以得到M=Vo/Vs=D1,
由此处可知BUCK电路是一种降压电路，输出小于输入
电压增益比M（DCM）
Τ<L/RTs,同CCM模式相似，同样可以由1式2式相 等，得到M=Vo/Vs=D1/(D1+D2)，此时D1+D2<1。 又有Io是IL在Ts内的平均值，即IL等腰三角形面积 在Ts时间内的平均值，并且等于Vo/R.固有 Io=[0.5(D1+D2)Ts(Vs-Vo)D1Ts/L]/Ts=Vo/R,两式联 合可以解得 , Vo 2
DCM模式下的电压增益比
τ <0.5D1(1-D1)(1-D1)时，IL不连续,同样利用IL的 上升部分同下降部分相等可以得到电压增益M= （D1+D2）/D2 此时D1+D2<1，又有IL在Ts内的平均值是 Is,Is=Vs(D1+D2)D1Ts/2L=MIo. 从以上两式可以得到
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。
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。
第6课电源拓扑(L升压电路)
I LED VB VB 0.23 V D PL VOUT I LED
4、保护电路： （1）过流保护： 在向能量筐储能时， 电流过大，引起取 样电阻电压增大，运 算放大器OCP关闭开 关MOS管。
2、过压保护电路
MOS管反压过大， OVP将关闭MOS管。
(4) 、升压二极管D:导通吸收能量期间是截止, 断开期间 为电感提供释放能量的通道。 (5) 、负载滤波电容C: 储存电感释放能量为负载提供电流 。 (6)、 电阻R: 代表用电设备。 注意: 给电容充电的能量是每次切片的能量和电源释 放期间能传递的能量之和。在电容端重建的电压为： Us+每 次切片的能量所形成的电压。因此，BOOST为升压电路。 切片----转换----重建
切片----转换----重建 切片，转换，重建是理解开关电源原理的核心 和要义。开关周期一次就完成这三种功能一次。周期越短 ，频率越高，切片就小，能量就越小，电感（变压器）体 积就会小，因此产品就会做的越小。
四、电感BOOST电路应用举例：XL6003 应用于路灯，太阳能灯，LED背光，汽车LED灯
1、BOOST拓扑元件：
2、XL6003 5和6脚对地电压波形：
1 1 T 2.5uS 3 f 400*10
3、电压重建、稳流电路
VB RS * I LED
（1）稳流过程1 发光二极管电流增大：
I LED VB VB 0.23V D PL VOUT I LED
3、第2次励磁 出发点： 不是B轴上+Br,而是A点。 终点很高。很可能到达 Bs磁饱和。所以，CCM 模式磁芯必须开气隙。 开气隙磁滞曲线向右下倾 斜，意味着励磁电流更大 些才能达到磁饱和。
25种开关电源拓扑电路结构与连接原理与及特点选择与设计方法
25种开关电源拓扑电路结构与连接原理与及特点选择与设计方法开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置，其常见的拓扑电路结构包括单端（Buck）、反相（Boost）和反相-反相（Buck-Boost）等。
下面将详细介绍这些拓扑电路的连接、原理与特点，并给出选择与设计方法。
1.单端拓扑电路结构与连接：单端拓扑电路主要由功率开关器件、电感元件和输出滤波电容组成。
它的连接方式为输入电压接到开关电源的输入端，输出电压则输出到输出端。
单端拓扑电路常用于输出电压比输入电压更低的应用场景。
2.反相拓扑电路结构与连接：反相拓扑电路也是由功率开关器件、电感元件和输出滤波电容组成。
不同之处在于它的连接方式，输入电压通过开关电源的输入端接到电感上，输出电压则从电感上接出。
反相拓扑电路适用于输出电压比输入电压更高的应用场景。
3.反相-反相拓扑电路结构与连接：反相-反相拓扑电路结构是将单端拓扑与反相拓扑结合起来的一种结构，它可以实现输入电压和输出电压的翻转。
输入电压通过开关电源的输入端接到电感上，输出电压同样从电感上输出。
这种拓扑电路可以根据输入输出电压的差异实现升压或降压功能。
这些拓扑电路的原理与特点如下：1.单端拓扑电路原理与特点：单端拓扑电路使用开关器件以一定的频率开关电源输入，通过电感和输出滤波电容将开关输出的方波转换为稳定的直流电。
这种电路的特点是简单、成本较低，但效率较低，适用于输出电压较低的场景。
2.反相拓扑电路原理与特点：反相拓扑电路通过控制开关器件的导通和截止来改变电感中的电流，从而改变输出电压。
与单端拓扑电路相比，它的效率较高，但成本较高。
反相拓扑电路适用于输出电压较高的场景。
3.反相-反相拓扑电路原理与特点：反相-反相拓扑电路通过将输入电压先升压或降压至一个中间电压，再通过反向变换输出所需的电压。
这种电路可以实现较大范围的升压和降压功能，但需要多个开关器件和电感，因此成本和复杂度较高。
在选择与设计开关电源的方法上，应注意以下几点：1.根据实际需求确定输出电压和电流的要求，然后选择适合的拓扑电路结构。
简单介绍开关电源拓扑结构---Buck电路
简单介绍开关电源拓扑结构---Buck电路
Buck电路也称之为降压(step-down)变换器，Buck电路属于最简单的开关电源拓扑结构，它的等效电路模型入下图所示：
它由开关管（有些图画成一个开关），二极管，电感，电容构成了。
控制回路一般采用PWM(脉冲宽度调制)芯片控制占空比决定开关管的通断。
Buck电路的功能是把直流电压Vin转换成直流电压Vout，实现降压目的。
1、电路中主要器件Q，我们称呼为开关管，一般实现采用了IGBT或者MOS管，主要功能是实现电路的通断；
2、电路中主要器件D，我们称呼为续流二极管，主要功能是实现了开关管在关断的时候储能电感上的电量能完成一个回路输出，另外一个功能是保护开关管，因为储能电感在开关管由导通到关断的时候会产生很高的电势；
3、电路中主要器件C，我们称呼为输出滤波电容，主要功能当然就是滤除输出电压所带的杂波。
4、电路中主要器件L，我们称呼为储能电感，在开关管导通的时候，Vin给负载供电，由于自感的原因，L是左正右负，电能转换为磁能储存起来；在开关管断开的时候，电感L是左负右正，磁能转换成电能给负载供电。
Buck电路有三种工作模式，分别是CCM（连续模式），BCM （临界模式），DCM（断续模式）
1、连续模式
2、临界模式
3、断续模式。
各类基本电源拓扑结构介绍
各类电源拓扑结构分析一．非隔离型开关变换器1. 降压变换器（Buck ）：输入输出极性相同。
由于稳态时，电感充放电伏、秒积相等，因此，输入输出电压关系为： (Ui-Uo)*ton=Uo*toff => Uo/Ui=ton/(ton+toff)=Δ => Uo/Ui=Δ(占空比)。
Chart 1: buck circuit topology在S 导通时，输入电源通过L 和C 滤波后向负载端提供电流；当S 断开后，L 通过二极管续流，保持负载电流连续。
输出电压因为占空比的作用，不会超过输入电源电压。
2. 升压变换器（Boost ）：输入输出极性相同。
利用同样的方法，根据稳态时电感L 的充放电伏、秒积相等的原理，推导出输入输出电压关系为：Uo/Ui=1/(1-Δ)。
Chart 2: boost circuit topology开关管S 和负载构成并联，在S 导通时，电流通过L 滤波，电源对L 充电。
当S 断开时，L 向负载及电源放电，输出电压将是Ui+U L ，达到升压的目的。
3. 逆向变换器（Boost-Buck ）：升、降压斩波器，输入输出极性相反，电感传输能量。
Uo I S I VD I I C I UiUo I D S I D D L C I D电压关系：Uo/Ui= -Δ/(1-Δ)Chart 3: boost-buck circuit topology在S 导通时，输入电源仅对电感L 充电；当S 断开时，再通过电感对负载放电来实现电源传输。
所以，这里的L 用于传输能量。
4. 丘克变换器（Cuk ）：升、降压斩波器，输入输出极性相反，电容传输能量。
电压关系：Uo/Ui= -Δ/(1-Δ)。
Chart 4: cuk circuit topology在S 导通时，Ui 对L1充电。
当S 断开时，Ui+L1通过D 对C1进行充电。
再当S 导通时，D 关断，L1继续充电，C1通过L2、C2滤波对负载放电。
开关电源各种拓扑结构集锦详解 后附笔记
《精通开关电源设计》笔记三种基础拓扑（buck boost buck-boost ）的电路基础： 1， 电感的电压公式dtdILV =＝T I L ∆∆，推出ΔI ＝V ×ΔT/L2， sw 闭合时，电感通电电压V ON ，闭合时间t ON sw 关断时，电感电压V OFF ，关断时间t OFF3， 功率变换器稳定工作的条件：ΔI ON ＝ΔI OFF 即，电感在导通和关断时，其电流变化相等。
那么由1，2的公式可知，V ON ＝L ×ΔI ON /Δt ON ，V OFF ＝L ×ΔI OFF /Δt OFF ，则稳定条件为伏秒定律：V ON ×t ON ＝V OFF ×t OFF4， 周期T ，频率f ，T ＝1/f ，占空比D ＝t ON /T ＝t ON /（t ON ＋t OFF ）→t ON ＝D/f ＝TD→t OFF ＝（1－D ）/f电流纹波率r P51 52r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 对应最大负载电流值和最恶劣输入电压值ΔI ＝E t /L μH E t ＝V ×ΔT （时间为微秒）为伏微秒数，L μH 为微亨电感，单位便于计算 r ＝E t /（ I L ×L μH ）→I L ×L μH ＝E t /r →L μH ＝E t /（r* I L ）都是由电感的电压公式推导出来 r 选值一般0.4比较合适，具体见 P53电流纹波率r ＝ΔI/ I L ＝2I AC /I DC 在临界导通模式下，I AC ＝I DC ，此时r ＝2 见P51 r ＝ΔI/ I L ＝V ON ×D/Lf I L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/Lf I L →L ＝V ON ×D/rf I L 电感量公式：L ＝V O ＦＦ×（1－D ）/rf I L ＝V ON ×D/rf I L 设置r 应注意几个方面：A,I PK ＝（1＋r/2）×I L ≤开关管的最小电流，此时r 的值小于0.4，造成电感体积很大。
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。
开关电源各种拓扑结构集锦详解
开关电源各种拓扑集锦1、先给出六种基本DC/DC变换器拓扑依次为buck，boost，buck－boost，cuk，zeta，sepic变换器以上六种拓扑被认为是DC/DC变换器的六种基本拓扑，不过也有专家认为最基本的拓扑是buck和boost，其他均由此演变而来。
buck变换器为降压变换器，也是最常用的变换器，工程上常用的拓扑基本上是buck族的，如正激，半桥，全桥，推挽等等。
boost变换器为buck的对偶拓扑，是升压变换器，常用于小功率板载电源，大功率PFC电路上，对于隔离的boost 变换器也有推挽，双电感，全桥等电路。
buck－boost是反激变换器的原型，属于升降压变换器。
后面三种电路不是很常用，都是升降压变换器。
从效率的角度来说，这些变换器的输入和输出等同时候，效率最高。
也就是buck最佳占空比为1，boost 为0，buck－boost为0.5。
2、正激变换器：A、绕组复位正激变换器B、LCD复位正激变换器C、RCD复位正激变换器D、有源钳位正激变换器E、双管正激F、无损吸收双正激：G、有源钳位双正激H、原边钳位双正激、I、软开关双正激评论：正激变换器是常用变换器之一，特别在中小功率场合。
正激变换器属于单端变换器，所用开关管少，可靠性高，虽然变压器利用率低，但是在较高频率下其变压器磁通摆幅可以与双端变换器相当。
但是开关管电压应力较大。
双管正激开关管电压应力为输入电压，虽然用了两个管子，但是耐压低，导通电阻也小，损耗也小，同时散热面积相对大了，所以可靠性更好，在中大功率比较常用。
但是双管正激实现软开关较难，就目前的一些拓扑来说，都需要辅助开关管来实现。
如果能不加入辅助管而实现软开关，一定超有前途。
正激变换器也常用来交错并联，来扩大功率，能减小输出滤波器体积。
3、推挽变换器A、推挽变换器B、无损吸收推挽变换器C、推挽正激推挽变换器：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。
开关电源拓扑之BUCK电路详解
Buck电路原理
上式中，对于Lc和D1 为固定值时，降压变换器的电流连续与否是由R = Vo/Io 值确定的。当R的欧姆值增大时，工作状态将从连续转化为不连续。另一方面 ，如果R和DTs 是固定的，则电感器的L<Lc 时，其工作状态由连续转化为不连 续。当Fs增大时，则保持开关变换器的连续状态工作的Lc降低。 从上图14、图15中可看到输入电流is是脉动的，与降压变换器的连续与否工作 状态无关。这个脉动电流，在实际应用中应受到限制，以免影响其他电器正常 工作。通常，电源Vs 和变换器的输入端之间会加上一些输入滤波器，这种滤 波器必须在开关变换器设计的早期阶段和建立模型过程就要预先进行考虑。否 则，在开关变换器与输入滤波器连接时，可能会引起意外的自激振荡。
+-
D
+
S
L2 C2
R
-
图6:Sepic
S
D
T
L
+
C
R
-
图8:单端反激变换器
开关电源拓扑概述
S1
D1
L
T
S2
D2
+
C
R
-
图9:推挽变换器
D1
L
C1
S1
T
D2
C2
S2
+
C3
R
-
D1
L
S1 S2
T
C
D2 S3 S4
图10:半桥变换器
+
R
-
图11:全桥变换器
之 开关电源拓扑介绍
Buck电路原理
Buck电路原理 Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳 压器。
源的主要组成部分是开关型DC_DC变换器，它是整个变换的核心。
第7课电源拓扑(降压电路)
一、BUCK拓扑电路： 在电容和电阻端, 有电压重建电路, 拓扑电路没有画出。
1、此电路由六部分组成, 其DC--DC功能如下：
(1)、电源 S：提供给能量。能量传递到负载，建立电压被
筐能量建立的电压覆盖。
(2)、开关K：工作在导通和断开两种状态。每开关导通、断
开一次将能量切成一片。
二、DCM电流不连续模式磁轨迹 1、第1次励磁
2、第1次去磁
3、第2次励磁
4、第2次去磁 重复磁轨迹
三、CCM电流连续模式磁轨迹 1、第1次励磁
2、第1次去磁轨迹 注意：不完全能量传递CCM 去磁没有磁复位，+Br没有 在纵轴B上，而是在第1象限 内A点。比完全能量传递磁 复位应到的位置要高。这实 际上是励磁和去磁伏秒不平 衡所造成的。
四、BUCK实际电路IC举例 A704 广泛应用于非隔离型LED日光灯，LED灯泡。
两种无源功率因数校正电路，原理以后课程讲解 无源功率因数矫正电路之一
无源功率因数矫正电路之二
1、A704封装图
2、各脚功能
3、内部逻辑图
4、应用电路：日光灯、路灯、投射灯、吸顶灯
5、实际电路中BUCK元件
2、波形分析
3、BUCK电路DC—DC三种工作模式：
（1）、电感电流连续模式（CCM）：在能量传递过程中，在 电感中有剩余能量没有被传递出去。因此称为不完 全能量传递模式。
（2）、电感电流不连续模式（DCM ）：在能量传递过程中， 在电感中能量全部被传递出去。因此称为完全能量传递 模式。
（3）、临界模式（CRM） ：在Toff结束时电感中的能量刚好传 递完毕。介乎于连续和不连续模式之间。
BUCK拓扑图
6、稳流电路分两部分
开关电源的基本拓扑电路
开关电源的基本拓扑电路开关电源是一种将交流电转换为稳定直流电的电源装置，广泛应用于各个领域中。
而开关电源的基本拓扑电路则是指由电源输入端、开关器件、变压器、整流滤波电路和稳压电路组成的电路结构。
本文将围绕这五个主要组成部分，详细介绍开关电源的基本拓扑电路。
1. 电源输入端电源输入端是开关电源的起始点，通常接受交流电源输入。
在实际应用中，交流电源的电压和频率可能会有所不同，因此需要通过变压器对输入电压进行调整。
同时，为了保护开关电源和用户设备的安全，还需加入过压保护电路、过流保护电路等。
2. 开关器件开关器件是开关电源的核心组成部分，主要有晶体管、MOSFET、IGBT等。
开关器件通过开关操作，将输入交流电转换为高频脉冲信号，然后通过变压器进行电压变换。
3. 变压器变压器在开关电源中起到电压变换和隔离的作用。
开关器件产生的高频脉冲信号经过变压器的变压作用，使得输出端获得所需的稳定直流电压。
同时，变压器的隔离功能可以保护用户设备和用户的人身安全，防止电源输入端的干扰传递到输出端。
4. 整流滤波电路整流滤波电路是为了将变压器输出的高频脉冲信号转换为稳定的直流电压。
整流电路通常采用二极管或整流桥等器件，将交流电转换为半波或全波整流信号。
然后通过滤波电容器对整流信号进行滤波，去除残余的交流成分，得到稳定的直流输出。
5. 稳压电路稳压电路用于保持输出电压的稳定性，确保输出电压在负载变化和输入电压波动的情况下保持不变。
常见的稳压电路有线性稳压和开关稳压两种。
线性稳压电路通过调节器件的导通和截止来调整输出电压。
而开关稳压电路通过开关器件进行开关操作，通过调整开关频率和占空比来实现稳定输出。
总结起来，开关电源的基本拓扑电路包括电源输入端、开关器件、变压器、整流滤波电路和稳压电路。
这五个部分相互协作，完成了从交流电源到稳定直流电的转换过程。
开关电源具有体积小、效率高、稳定性好等特点，在各个领域中得到广泛应用。
开关电源常用拓扑电路
开关电源常用拓扑电路开关电源常用拓扑电路开关电源作为现代电子设备中不可或缺的一部分，其功效和性能日益受到重视。
而在开关电源的实际应用中，各种拓扑电路被广泛采用。
本文将按照类别，对开关电源常用的三种拓扑电路进行介绍，并从其原理、优缺点等方面进行分析。
第一类拓扑电路——降压型开关电源降压型开关电源是最基础、应用最广泛的开关电源拓扑电路之一。
其主要原理是通过控制开关管的导通与断开，将输入电压转换为所需的输出电压。
其中最经典的降压型拓扑电路是Buck变换器。
与其他拓扑电路相比，Buck变换器具有转换效率高、体积小、成本低等优点。
而且，它的工作原理相对简单，电路结构较为简洁。
第二类拓扑电路——升压型开关电源既然有降压型开关电源，自然也有升压型开关电源。
升压型开关电源的主要功能是将较低的输入电压转换为较高的输出电压，以满足特定应用的电压需求。
最常见的升压型拓扑电路是Boost变换器。
Boost变换器的工作原理是通过改变开关管的导通与断开时间，将输入电压分段升高，并最终得到所需的输出电压。
Boost变换器具有快速动态响应、输入电流波动小等特点。
第三类拓扑电路——反激型开关电源反激型开关电源也是开关电源的一种常用拓扑电路。
它主要用于输入电压范围较宽、输出电压变化大的电子设备。
反激型拓扑电路中最广泛使用的是Flyback变换器。
这种拓扑电路具有结构简单、成本低、输出电压可调等特点。
它的工作原理是通过供能开关管的瞬态导通和均衡导通，使原来存储于变压器中的能量通过绕组变换到输出端。
综上所述，开关电源常用的拓扑电路主要包括降压型、升压型和反激型。
不同的拓扑电路具有不同的工作原理和特点，适用于不同的应用环境。
在电子设备的设计和制造中，我们需要根据具体需求灵活选择拓扑电路，以满足能量转换的高效、稳定和可靠性要求。
总而言之，开关电源拓扑电路的选择应根据具体应用需求来进行，以确保电子设备在性能、效能和可靠性等方面的全面满足。
相信通过对不同拓扑电路的了解和应用，我们能够在开关电源领域中不断创新，为人们的生活带来更多的便利和发展。
电源反馈设计速成篇之七拓扑篇
电源反馈设计速成篇之七: 拓扑篇图1为Buck 电路,虚线中的部分可以将CCM 或DCM 等效平均电路模型代入,即可进行推导和计算仿真交流小信号的各项参数. 同样对Boost 和Buck-boost 也可进行同样的代入过程. 图2和图3分别为Boost 和Buck-boost 电路.V in图1. Buck 电路V in 图2. Boost 电路V in图3. Buck-boost 电路对Boost 不难推出其控制到输出传递函数有右半平面零点(RHP zero):fz L M R ⋅=22ω, 此表达式对DCM 和CCM 是一样的, ino V V M =,此表达式对DCM 和CCM 是不一样的. 对Buck-boost 有类似的结果:f z L M M R ⋅+⋅=)1(2ω, 此表达式对DCM 和CCM 是一样的, ino V V M =,此表达式对DCM 和CCM 是不一样的. 有RHP zero 则回路增益剪切频率必须远低于RHP zero, 两个极点要补偿ESR zero 和RHP zero. 对DCM 来说, 负载太轻则RHP zero 移向低频, 为提高带宽和动态响应, 必须加一点点假负载使RHP zero 不致太低.为啥Buck 没有而Boost 和Buck-boost 会有RHP zero? 想一下负载变化时控制信号,门极信号, 电感电流, 负载电流的变化情况就清楚了.其他隔离型变换器都可以折算到原边或付边成为非隔离型的变换器再进行计算.1. 正激 Forward: 绕组复位普通型可以将原边电压折算到付边为Buck, 有源钳位激磁电感和钳位电容形成谐振, 为四阶系统.双管正激和单管正激一样.2. 反激Flyback: 可以折算到原边或付边成为Buck-Boost3. 半桥Half-bridge: Center-Tap 可以将原边电压折算到付边为Buck, currentdoubler 可以将原边电压折算到付边为两相交错Buck, 最终可折算为单相Buck, 多相交错Buck 另文叙述.4. 全桥 Full-bridge: 普通型和半桥是一样的, 移相全桥没有仔细研究.5. 两级系统: 为四阶系统, 推导复杂, 但仿真计算一样, 计算机算就是了, 如谐振频率差很多可以近似把第二级看成是第一级的负载.。
开关电源拓扑结构详解
开关电源拓扑结构详解开关电源拓扑结构详解主回路——开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路⼀般包含了开关电源中的开⼊端和负载端。
开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全⾯了解开关电源主回路的各种基本类型，以及⼯作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与⾮隔离式两⼤类型。
1. ⾮隔离式电路的类型：⾮隔离——输⼊端与输出端电⽓相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所⽰的开关三极管T）与输⼊端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。
开关管T交替⼯作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输⼊端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流⼆极管D⾃动导通，电感器L中储存的能量通过续流⼆极管D形成的回路，对负载R继续供电，从⽽保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输⼊电压的输出电压，因此为降压式变换。
例如buck 拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源。
上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了⼀个整流⼆极管和⼀个LC滤波电路。
其中L是储能滤波电感，它的作⽤是在控制开关K 接通期间Ton限制⼤电流通过，防⽌输⼊电压Ui直接加到负载R上，对负载R进⾏电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进⾏能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作⽤是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进⾏存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R提供能量输出；D是整流⼆极管，主要功能是续流作⽤，故称它为续流⼆极管，其作⽤是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。
在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产⽣反电动势，流过储能电感L的电流iL由反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流⼆极管D的正极，然后从续流⼆极管D的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作
原理
Boost和Buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理如下：
1. Boost拓扑电路：Boost电路是一个升压电路。
当开关管导通时，输入电压Vi对电感Ls充电，形成的回路是：输入Vi→电感Ls→开关管Q。
当开关管关断时，输入的能量和电感能量一起向输出提供能量，形成的回路是：输入Vi→电感Ls→二极管D→电容C→负载RL。
此时负载的供电电源相当于Vi加上电感的感应电动势，从而实现升压。
2. Buck拓扑电路：Buck电路是一个降压电路。
当开关闭合时，续流二极管D是截止的，由于输入电压Vi与储能电感Ls接通，因此输入-输出压差（Vi-Vo）就加在Ls上，使通过Ls上的电流线性地增加。
在此阶段，除向负载供电外，还有一部分电能储存在电感Ls和电容Cr中。
当开关断开时，在电感Ls上产生反向电动势，使二极管D从截止变成导通。
如需了解更多信息，建议咨询专业技术人员或者查阅相关技术手册。
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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。
开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源拓扑主回路的组成：主回路（开关电源中，功率电流流经的通路）一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
一、常见电源拓扑介绍。
1、Buck Converter降压式变换器。
如图1图1 BUCK 降压拓扑特点：a、把输入降至一较低电压。
b、输出总是小于或等于输入。
c、输入电流不连续（斩波）。
d、输出电流平滑。
e、电感/电容滤波器滤平开关后的方波。
2、Boost Conyerter升压式变换器。
如图2图2 BOOST升压拓扑特点：a、把输入电压升至一较高电压。
b、与降压所用器件一样，只是重新安排了电感、二极管、开关的位置。
c、输出总是大于或等于输入（忽略二极管的正向压降）。
d、输入电流平滑。
e、输出电流不连续（斩波）。
3、Buck—Boost Converter降压/升压式变换器，含极性反转(Inverting)式变换器；如图3图3 反相性开关变换拓扑特点：a、电感、开关、二极管的另一种安排方案。
b、输入电流不连续（斩波），输出电流也不连续（斩波）。
c、输出总是和输入反相，但是幅度可以小于和大于输入。
4、F1yback Converter反激式(亦称回扫式)变换器。
如图4图4 反激式拓扑特点：a、“反激”变换器实际上是降压－升压电路隔离（变压器耦合）形式。
b、如降压－升压一样工作，但电感有两个绕组，而且同时作为变压器和电感。
c、输出可以为正，也可以为负，由线圈和二极管的极性决定。
d、输出电压可以大于或小于输入电压，由变压器的匝数决定。
e、这是隔离拓扑结构中最简单的电路。
f、增加次级绕组和电路可以得到多个输出。
5、Eorward Converter正激式变换器。
如图5图5 正激式拓扑特点：a、降压电路的变压器耦合形式。
b、不连续的输入电流，平滑的输出电流。
c、由于采用变压器，输出可大于或小于输入，可以是任何极性。
d、增加绕组和电路可以有多路输出。
e、每个开关周期中必须对磁芯去磁，通常的做法是增加一个和初级绕组匝数相同的绕组，在开关接通阶段存储在初级绕组中的能量，在开关断开阶段通过另一个绕组和二极管泄放。
6、Double Switches Forward Converter双开关正激式变换器。
如图6图6 双正激式拓扑变换特点：a、两个开关同时工作。
b、开关断开时，存储在变压器中的能量使初级的极性反向，使二极管导通。
c、每个开关上的电压永远不会超过输入电压。
d、无需对绕组磁通复位。
7、Push—pall Convener推挽式变换器。
如图7图7 推挽式拓扑特点：a、开关（FET）的驱动不同相，进行PWM调制以调节输出电压。
b、良好的变压器磁芯利用率，在两个半周期中都传输功率。
c、全波拓扑结构，所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
d、施加到FET的电压是输入电压的两倍。
8、Half Bridge Converter半桥式变换器。
如图8图8 半桥式拓扑变换特点：a、较高功率变换器极为常用的拓扑结构。
b、开关（FET）的驱动不同相，进行PWM调制以调节输出电压。
c、良好的变压器磁芯利用率，在两个半周期中都传输功率。
而且初级绕组的利用率优于推挽电路。
d、全波拓扑结构，所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
e、施加在FET的电压与输入电压相等。
9 Full Bridge Converter全桥式变换器.如图9图9 全桥式拓扑特点：a、较高功率变换器最为常用的拓扑结构。
b、开关（FET）以对角对的形式驱动，进行脉冲宽度调制以调整输出电压。
c、良好的变压器磁芯利用率，在两个半周期中都传输功率。
d、全波拓扑结构，所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。
e、施加在FET上的电压与输入电压相等。
f、在给定的条件下，初级电流是半桥的一半。
10、SEPIC(Single Endcd Pdimary Inductor Converter)单端一次侧电感式变换器。
如图10如图10 单端初级电感式变换拓扑特点：a、输出电压可以大于或小于输入电压。
b、与升压电路一样，输入电流平滑，但输出电流不连续。
c、能量通过电容从输入传至输出。
d、需要两个电感。
11、Cuk Converter升压，升压串联式变换器.如图11图11 CUK拓扑特点：a、输出与输入反相。
b、输出电压幅度可以大于或小于输入电压。
c、输入、输出电流都是平滑的。
d、能量通过电容从输入传至输出。
e、需要两个电感，电感可以耦合获得零纹波电感电流。
二、DC-DC开关电源拓扑的分类。
根据主其回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构。
串联——在主回路中开关器件与输入端、输出端、电感器L、负载RL 四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源。
1.2. 并联式结构。
并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件与输出端负载成并联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。
并联式结构中，可以获得高于输入电压的输出电压，因此为升压式变换。
并且为了获得连续的负载电流，并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。
例如boots 拓扑型的开关电源就是属于并联型式的开关电源。
1.3.极性反转型变换器结构（inverting）。
极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。
电路的基本结构特征是：在主回路中，相对于输入端而言，电感器L与负载成并联。
(也是串联式开关电源的一种，一般又称为反转式串联开关电源)。
开关管T交替工作于通/断两种状态，工作过程与并联式结构相似，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载RL 靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电，并同时对电容器C充电；由于续流二极管D的反向极性，使输出端获得相反极性的电压输出。
2. 隔离式电路的类型：隔离——输入端与输出端电气不相通，通过脉冲变压器的磁偶合方式传递能量，输入输出完全电气隔离。
2.1. 单端正激式single Forward Converter（又叫单端正激式变压器开关电源）。
单端——通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器。
正激式：就是只有在开关管导通的时候，能量才通过变压器或电感向负载释放，当开关关闭的时候，就停止向负载释放能量。
目前属于这种模式的开关电源有：串联式开关电源，buck 拓扑结构开关电源，激式变压器开关电源、推免式、半桥式、全桥式都属于正激式模式。
反激式：就是在开关管导通的时候存储能量，只有在开关管关断的时候释放才向负载释放能量。
属于这种模式的开关电源有：并联式开关电源、boots、极性反转型变换器、反激式变压器开关电源。
正激变压器——脉冲变压器的原/付边相位关系，确保在开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边同时对负载供电。
所谓正激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时，变压器的次级线圈正好有功率输出。
（正激式变压器开关电源是推免式变压器开关电源衍生过来的，推免式有两个控制开关，正激式改成一个开关控制。
）2.2. 单端反激式Single F1yback Converter（单端反激式变压器开关电源）所谓反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。
反激式电路与正激式电路相反，脉冲变压器的原/付边相位关系，确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边不对负载供电，即原/付边交错通断。