最新开关电源拓扑结构概述

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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。

开关电源拓扑结构。

D1

NU o NU o Ui
N是变压器的变压比
Uo

Up Ni
iL

iL1 N
Hale Waihona Puke I L max N
2Io N

2U o NR
Ui D1Ts NL
i L1

Ui D1Ts L
L Ui D1Ts R 2U o
Flyback变换器的优缺点比较
优点： 1、电路简单，能高效提供多路直流输出，因此适合多组输出的要求，并可通过调节占空比D1的大小升压或降压。 2、输出功率为20~100w，可以同时输出不同的电压且有较好的电压调整率。不需接输出滤波电感，使反激变换器成本降低，体积减小。缺点： 1、输出的纹波电压较大，外特性差，负载调整精度不高，因此输出功率受到限制,通常应用于150W 以下。适用于相对固定的负载。 2、与其他隔离变换器相比效率较低。
K由接通突然转为关断瞬间，流过变压器初级线圈的电流i1突然为0，由于磁通不能突变，因此，在K关断的Toff期间，变压器铁心中的磁通主要由 N2线圈回路中的电流来维持,N2中产生反激电流，流过D向电容C和负载R供电。
开关管导通时等效电路
开关管关断时等效电路
Buck-Boost拓扑结构简介
反激式变压器开关电源的工作情况同BUCK-BOOST拓扑极为相似。
另两种电感电流模式的介绍
CCM模式 D1+D2=1
DCM模式 D1+D2<1
Uo D1 Ui (D1 D2 )
二、Boost拓扑结构——升压式变换电路（非隔离）
Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。该稳压电路元器件与前面讲的Buck变换电路一样，只是摆放位置不同，由此导致其功能也不同。

开关电源的基本拓扑结构

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总结词
半桥型拓扑结构通过两个开关管和电容器的组合，实现输出电压的调节。
详细描述
在半桥型拓扑结构中，两个开关管交替导通和关断，通过调节占空比来调节输出电压。这种拓扑结构适用于需要较高电压、大电流输出的应用场景，如逆变器和电机驱动等。
全桥型（Full-Bridge）
总结词
全桥型拓扑结构通过四个开关管的组合，实现输出电压的调节。
降压-升压型开关电源工作原理
总结词
根据输入电压和输出电压的大小关系，自动切换降压或升压模式。
详细描述
在降压-升压型开关电源中，根据输入电压和输出电压的大小关系，自动切换降压或升压模式。当输入电压高于输出电压时，自动进入降压模式；当输入电压低于输出电压时，自动进入升压模式。
反相开关型开关电源工作原理
VS
详细描述
在全桥型拓扑结构中，四个开关管两两交替导通和关断，通过调节占空比来调节输出电压。这种拓扑结构适用于需要极高电压、大电流输出的应用场景，如高压直流输电等。
03 开关电源的工作原理
降压型开关电源工作原理
总结词
通过控制开关管开通和关断的时间，调节输出电压的大小。
详细描述
在降压型开关电源中，输入电压首先经过开关管，通过控制开关管的开通和关断时间来调节输出电压的大小。当开关管开通时，输入电压加在负载上，当开关管关断时，输入电压与负载断开，输出电压因此得到调节。
升压型开关电源工作原理
要点一
总结词
通过控制开关管开通和关断的时间，实现输出电压高于输入电压的功能。
要点二
详细描述
在升压型开关电源中，当开关管开通时，输入电压同时加在负载和储能元件上，当开关管关断时，储能元件释放能量，使输出电压高于输入电压。通过控制开关管的开通和关断时间，实现输出电压的调节。

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。

新手必学开关电源11种拓扑结构

新手必学
开关电源11种拓扑结构
BUCK降压
特点 ■把输入降至一个较低的电压。 ■可能是最简单的电路。 ■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。 ■输出总是小于或等于输入。 ■输入电流不连续 (斩波)。 ■输出电流平滑。
BOOST升压
特点 ■把输入升至一个较高的电压。 ■与降压一样，但重新安排了电感、开关和二极管。 ■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。 ■输入电流平滑。 ■输出电流不连续 (斩波)。
FULL-BRIDGE全桥
特点 ■较高功率变换器最为常用的拓扑结构。 ■开关（FET）以对角对的形式驱动，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。 ■全波拓扑结构，所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。 ■施加在 FETs上的电压与输入电压相等。 ■在给定的功率下，初级电流是半桥的一半。
TWO-TRANSI■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。 ■主要优点： ■每个开关上的电压永远不会超过输入电压。 ■无需对绕组磁道复位。
PUSH-PULL推挽
特点 ■开关（FET）的驱动不同相，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。 ■良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。 ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。 ■施加在FET上的电压是输入电压的两倍。
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HALF-BRIDGE半桥
特点 ■较高功率变换器极为常用的拓扑结构。 ■开关（FET）的驱动不同相，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。 ■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。 ■全波拓扑结构,所以输出纹波频率是变压器频率的两倍。 ■施加在FET上的电压与输入电压相等。

开关电源拓扑结构

开关电源拓扑结构开关电源拓扑结构一、定义：开关电源拓扑结构，也称为直流-直流转换器，通常采用小尺寸和轻质的结构，可以将低压或中压的电源转换成更高的直流电压或功率。

它具有体积小、重量轻、效率高、失真小等优点，在日常生活中被广泛应用。

二、组成：开关电源拓扑结构的基本构成包括：输入电路、开关模块、驱动电路、高压变换器、低压变换器、散热器、比较器、控制单元和数显仪等。

1.输入电路：采用有趣磁型滤波电路，具有较好的抗干扰能力，能够有效抑制工频信号，为开关模块提供稳定的电源。

2.开关模块：采用开关变换方式，它是实现输入电压转换成输出电压的基本组件。

3.驱动电路：开关模块的正常工作需要依赖于良好的驱动电路，它的信号周期必须严格控制，以实现电压和功率的平稳转换。

4.高压变换器：变换器的核心部分，也是实现电压转换的重要组件，通常采用电感和电容的加减容组合，以实现输入和输出电压的高效转换。

5.低压变换器：主要配合高压变换器，通过其核心部分电容，对输出电压进行必要的补偿，实现输出电压的平稳变换，保证输出电压的平稳性。

6.散热器：散热器的作用是控制过程中的温度，以防止开关模块过热，发生负载非线性等不良现象。

7.比较器：根据负责负荷管理的外部参数，通过比较器对外围负载信号进行实时修正，以实现轻负荷和小信号振荡的功率幅度调节。

8.控制单元：负责实时调整驱动电路和散热器的信号，以保证正常的电源、散热和负载控制。

9.数字显示仪：它通常是比较器的表示，而数字显示仪则是总结比较器的信息的必要工具，以便调节者实时了解相关信息。

三、优势和应用1.优势：开关电源拓扑结构体积小、重量轻、抗干扰性好、效率高，具有波形失真小、可靠性好、节能效率高、温度补偿能力强等优点。

2.应用：开关电源拓扑结构宽泛地用于医疗设备，汽车、航空航天、工厂自动化设备等场景，得到了越来越多的认可与应用，预计将会在未来领域发挥重要作用。

常用的开关电源拓扑结构-基础电子

常用的开关电源拓扑结构-基础电子下面简单介绍一下常用的开关电源拓扑结构。

Buck电路首先我们要讲的就是Buck电路。

Buck电路也成为降压（step-down）变换器。

它的电路图是下面这样的：晶体管，二极管，电感，电容和负载构成了主回路，下方的控制回路一般采用PWM（脉冲宽度调制）芯片控制占空比决定晶体管的通断。

Buck电路的功能是把直流电压Ui转换成直流电压Uo，实现降压目的。

反激变换器反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源，与之对应的有正激式开关电源。

反激（FLY BACK），具体是指当开关管接通时，输出变压器充当电感，电能转化为磁能，此时输出回路无电流；相反，当开关管关断时，输出变压器释放能量，磁能转化为电能，输出回来中有电流。

反激式开关电源中，输出变压器同时充当储能电感，整个电源体积小、结构简单，所以得到广泛应用。

应用多的是单端反激式开关电源。

优点：元器件少、电路简单、成本低、体积小，可同时输出多路互相隔离的电压；缺点：开关管承受电压高，输出变压器利用率低，不适合做大功率电源。

Boost电路Boost（升压）电路是基本的反激变换器。

Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。

上面的图就是Boost电路图。

Boost电路是一个升压电路，它的输出电压高于输入电压。

Buck/Boost变换器Buck/Boost变换器：也叫做升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但它的输出电压的极性与输入电压相反。

Buck/Boost变换器可以看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。

它的电路图如下：上面提到的Buck和Boost电路，都是输出与输入共地，在电路上没有隔离。

采用变压器后，输出与输入电气隔离，可以多路输出。

而反激变换器是隔离变换器中简单的一种。

它分为两种工作模式，断续模式反激变换器和连续模式反激变换器。

开关电源主电路拓扑结构的分析与比较

开关电源主电路拓扑结构的分析与比较1 引言开关电源被誉为高效节能电源。

它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。

开关电源的基本结构通常由DC/DC 功率转换主电路和控制电路两大部分所组成。

其中DC/DC 主电路进行功率转换，它是开关电源的核心部分，对电源设备的电性能、效率、温升、可靠性、体积和重量等指标有决定性的作用。

主电路中开关转换器的拓扑结构，是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关元件和储能元件的不同配置。

开关转换器拓扑结构可分为两种基本类型：非隔离式和隔离式。

这两种类型中又各自包含有不同的电路拓扑种类。

2 非隔离开关转换器对于小功率DC/DC 转换器(例如100W 以下)，实际上用开关晶体管、开关二极管、电感、电容各一个，就可以组成一台非隔离式DC/DC 转换器，是各种DC/DC 转换器中最简单的拓扑。

其主电路的核心是三端PWM 开关，它表示DC/DC 转换器PWM 开关组合。

开关晶体管、开关二极管和电感元件的不同组合，可以构成降压(Buck)、升压(Boost)、降压-升压型(Buck-Boost)和升压-降压型(Boost -Buck)型4 种DC/DC 转换器的拓扑结构。

2.1 降压型拓扑结构降压型DC/DC 转换器将输入电压变换成0≤U0≤Ui 的稳定输出电压，所以又称降压开关电源。

图1 为降压型DC/DC 转换器的典型电路。

Ui 为输入电源，通常为电池或电池组。

S 是主开关管，二极管D 是辅助开关管，也称为整流管，一般使用具有较低正向导通电压的肖特基二极管。

S 是由来自控制电路的脉冲信号控制开关。

RL 表示负载电阻。

开关电源常用拓扑结构图文解释

开关电源常用拓扑结构图文解释第一篇：开关电源常用拓扑结构图文解释开关电源常用拓扑结构开关变换器的拓扑结构是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关器件和储能器件的不同配置。

开关变换器的拓扑结构可以分为两种基本类型：非隔离型和隔离型。

变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入/输出负载特性等因素选定。

1、非隔离型开关变换器一，Buck变换器，也称降压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总小于输入电压，数量关系为：其中Uo为输出电压，Ui为输入电压，ton为开关管一周期内的导通时间，T为开关管的导通周期。

降压变换器的电路模式如图2所示。

工作原理是：在开关管VT导通时，输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流；当VT关断后，L通过二极管续流，保持负载电流连续。

二，Boost变换器，也称升压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总大于输入电压，数量关系为：。

升压变换器的电路模式如图3所示。

工作原理是：在VT导通时，电流通过L平波，输入电源对L充电。

当VT关断时，电感L及电源向负载放电，输出电压将是输入电压加上输入电源电压，因而有升压作用。

三，Buck-Boost变换器，也称升降压变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量关系为：。

升降压变换器的电路模式如图4所示。

工作原理是：在开关管VT导通时，电流流过电感L，L储存能量。

在VT关断时，电感向负载放电，同时向电容充电。

四，Cuk变换器，也称串联变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量关系为：。

Cuk变换器的电路模式如图5所示。

工作原理是：在开关管VT 导通时，二极管VD反偏截止，这时电感L1储能；C1的放电电流使L2储能，并向负载供电。

在VT关断时，VD正偏导通，这时输入电源和L1向C1充电；同时L2的释能电流将维持负载电流。

2、隔离型开关电源变换器一，推挽型变换器，其变换电路模型如图6所示。

工作过程为：VT1和VT2轮流导通，这样将在二次侧产生交变的脉动电流，经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。

02、开关电源基本拓扑结构

吸收电路
开关电源基本拓扑
9
上海地铁一号线车辆辅助电路系统
（90年代初德国制造、当时世界先进水平） 800A/4500 V GTO斩波器将直流1500 V进行斩波降压至直流 775V，经800A/2500V GTO逆变器逆变为三相对称的50 Hz交流电。变压器起着隔离与降压作用，向辅助用电设备提供380V/220 V三相四线交流电源。
开关电源基本拓扑
29
哈尔滨工业大学研制成功一款超级电容电动车，一次只需充电15分钟便能连续行驶25公里，最高时速可达52公里，2006年7月鉴定。超级电容器由哈尔滨市人和集团巨容新能源有限公司生产。该车无噪音、零排放、对环境无污染。
开关电源基本拓扑
30
新型大容量储能元件一超级电容在变频器中应用
Dy Vo From (3.2 ) & (3.4) V = 1 − D in y
(3.5) (3.6)
I Lf = I in + I 0 = =
Dy 1 − Dy
I0 + I0
(3.7)
Io I = in 1 − Dy Dy
Vin V = o 1 − Dy Dy
VQ = VD = Vin + Vo =
Vo = Dy Vin
(1.6)
I0 =
I Lf min + I Lf max 2
(1.7)
1 ∆iLf Ts ∆Q = 2 2 2
∆Vo = ∆Q (1 − D y )Vo = Cf 8 L f C f f s2
(1.8)
(1.9)
开关电源基本拓扑
8
湘潭电机股份有限公司工矿IGBT直流斩波车直流斩波车湘潭电机股份有限公司工矿电压等级1500V，主要由IGBT功率组件、微机控制单元构成。IGBT功率组件采用3300V/800A IGBT模块作为主功率元件，主元件散热器采用风冷热管散热器，一个IGBT功率组件单独驱动一台牵引电机。微机控制盒的核心，配备为16位单片机80C196KC。

开关电源的拓扑结构

开关电源的拓扑结构开关电源的拓扑结构是指功率变换电路的结构，也就是DC/DC变换器的结构。

拓扑结构不同，与之配套的PWM控制器类型和输出整流/滤波电路也有差异。

拓扑结构也基本决定了开关电源的工作原理及输出特性。

本章将对开关电源常用的拓扑结构及工作原理进行详细介绍，以便读者在设计、制作开关电源时选用。

第一节降压式变换器降压式变换器亦称Buck变换器，是最常用的DC/DC变换器之一。

降压式DC/DC变换器能将一种直流电压变换成更低的直流电压。

例如它可将+24V电源变换成+15V、+12V或+5V 电源，并且在变换过程中的电源损耗很小，在分布式电源系统中经常会用到。

1、降压式DC/DC变换器的拓扑结构降压式DC/DC变换器的拓扑结构如图2-1-1所示。

图中的开关S用来等效功率开关管，U1为直流输入电压，U o为直流输出电压，VD为续流二极管，L为输出滤波电感(也称储电感)，C为输出滤波电容。

当S闭合时除向负载供电之外，还有一部分电能储存于电感L和电容C 中，L上的电压为U L，其极性是左端为正、右端为负，此时续流二极管VD截止。

当S断开时，L上产生极性为左端负、右端正的反向电动势，使得VD导通，L中的电能继续传送给负载和电容C。

降压式DC/DC变换器在功率开关管导通时向负载传输能量，属于正激式DC/DC 变换器。

图2-1-1 降压式DC/DC变换器的拓扑结构2、降压式DC/DC变换器的工作原理降压式DC/DC变换器可用一只NPN型功率开关管VT（或N沟道功率场效应管MOSFET）作为开关器件S，在脉宽调制(PWM)信号的控制下，使输入电压交替地接通、断开储能电感L。

降压式变换器的简化电路如图2-1-2(a)所示，脉宽调制信号控制功率开关管VT的导通与截止。

图2-1-2(b)、(c)显示出了开关闭合、断开时的电流路径。

图2-1-2 降压式DC/DC变换器的工作原理简化电路；(b)开关闭合时的电流路径；(c)开关断开时的电流路径当开关闭合时续流二极管VD截止，由于输入电压U1与储能电感L接通，因此输入---输出压差(U1---U o)就加在电感L上，使通过L的电流I L线性地增加。

开关电源拓扑结构

开关电源拓扑结构开关电源拓扑结构是一种简单易用且节能的电源技术，它提供了多种功率输出，能够为机房电路供电，是保护现代微电子设备免受电压暴力性及精度偏差的有效方法。

开关电源拓扑结构以适当的过热保护、过压保护、欠压保护等等被认为是最先进的电源技术，在家用电器行业中被广泛使用。

开关电源拓扑结构是一种典型的半导体电源技术，包括各种功率开关电源，如栅极型、半导体功率放大模组等。

它以满足各种电源应用需求而被广泛使用，尤其是在电源负载变化范围很大的情况下。

开关电源拓扑结构把半导体器件用于调节电源稳定性，控制电流流向，从而实现了解耦和功能，从而可以满足各种电源的使用要求。

此外，它也具有低故障率、高电源效率和可靠性等特点。

开关电源拓扑结构的主要组成部分有输入电源，调节器，开关器件，变压器，滤波电路和安全保护元件等。

输入电源是根据其所需电源类型进行选择，可以是直流电源、交流电源或恒压电源等；调节器是用来调整电源稳定性的关键部件，它根据电源需求改变开关器件的开关转换频率；开关器件包括MOSFET，IGBT等，它们用于控制电流的方向和发生磁场；变压器是用来提供功率等级的关键元件；过滤电路用于过滤掉来自电源产生的噪声；安全保护电路用于保护电源不被损坏，比如过热保护、过压保护、欠压保护等。

开关电源拓扑结构的优势在于它的简单易用且节能，可以有效的管理电源的传输效率，它具有较低的故障率，高效率和节能等优势。

此外，它在保护现代微电子设备免受电压暴力性及精度偏差时也是很有效的方法。

在家用电器行业中，开关电源拓扑结构被广泛应用。

它可以满足家用电器对安全、精度、可靠性等要求，可以满足家用电器设备运行多个功能的需求。

此外，它可以使家用电器设备具有节能，高效率和高可靠性等特点。

总之，开关电源拓扑结构应用于机房供电，能够满足机房各种电源应用需求，对家用电器设备，能够满足节能、高效率和高可靠性的要求。

开关电源拓扑结构把半导体器件用于调节电源稳定性，控制电流，从而为现代微电子设备提供了可靠的电源保护。

开关电源拓扑结构

开关电源拓扑结构回顾Lloyd H·Dixon Jr摘要本文回顾了在开关电源中常用的三种电路结构即降压变换电路、升压变换电路和逆向变换电路的特性，这三种电路均可以在断续的感应电流或者连续的感应电流模式下使用。

运行方式的选择对整体电路特性有很大的影响。

所使用的控制方式也能有助于将与任何拓扑结构和运行方式相联系的问题减到最少。

三种以固定频率运行的控制方法包括：直接占空比控制、电压前馈、和电流模式（两个环路）控制。

本文还论述了三个基本电路的一些扩展，利用每个拓扑电路的相对优点—运行方式—控制方法组合。

一、三种基本拓扑结构：三种基本的拓扑结构如图1所示：降压式，升压式，反激式。

串联式变换器（CUK）是反激式拓扑的逆变，不作论述。

这三种不同的开关电路使用了三种相同的元件：电感，三极管，和二极管，但是使用了不同的安放方式，（输出电容是滤波元件，不是开关电路的一部分）。

理论上，还有另外三种由这三种元件组成的T型结构的电路，但这三种是前面三种电路的简单镜像和在相反方向的耦合能量。

有一条在任何运行模式和控制方式下都适用于上述三种电路拓扑的原则：在稳态运行下，在每个开关周期内，电感两端的平均电压必须为零，否则平均感应电流将会改变，违反稳态前提。

三种基本电路系列的每一个在输入和输出电压、电流、占空比之间都有一个独特的关系。

例如：降压调整器的功能是使输出电压V0小于输入电压V in，并和它V in有相同的极性。

升压电路的作用是使V0大于V in，并且有相同的极性。

反激拓扑电路的作用是使V0既不大于也不小于V in，但是两者极性必须相反。

二、断续操作方式：在断续的感应电流方式下，或者说“断续方式”下，降压、升压和反激电路的动作方式是相似的，感应电流在每个开关周期的最后部分期间为零（因此不连续）。

在每个周期的开始部分，感应电流从零增加，从输入端得到储存能量。

在周期的第二部分，所有储存的能量通过负载泄放，从输入端汲取能量到输出端。

开关电源拓扑结构详解

开关电源拓扑结构详解一、开关电源拓扑结构是什么呢？同学们，咱们今天来唠唠开关电源拓扑结构。

这就好比是盖房子的框架一样，是开关电源的一个很重要的基础部分。

开关电源拓扑结构啊，就是说电源内部各个元件之间的连接方式和电路的布局形式。

1、线性电源和开关电源的小对比咱们先来说说线性电源。

线性电源就像是那种稳稳当当走路的人，它的工作原理相对简单。

它是通过调整晶体管的导通程度来控制输出电压的。

但是呢，它有个缺点，就是效率比较低，就像一个干活慢吞吞的小蜗牛。

再看开关电源，这可就不一样啦。

开关电源像是一个灵活的小猴子，它是通过周期性地导通和关断开关管来实现电能转换的。

这样做的好处就是效率高很多。

2、常见的开关电源拓扑结构（1）降压型（Buck）拓扑结构这种结构啊，简单来说就是把高电压变成低电压。

就好像是把一桶满满的水，通过一个小口子慢慢流到一个小桶里，把水压降低了。

它的电路里有电感、电容这些元件。

电感就像是一个能量储存器，电容呢，就像是一个稳定电压的小卫士。

在这个结构里，当开关管导通的时候，输入电压就给电感充电，同时给负载供电。

当开关管关断的时候呢，电感就会释放能量，继续给负载供电。

（2）升压型（Boost）拓扑结构和降压型相反，升压型拓扑结构是把低电压变成高电压。

这就像是把一个小水坑里的水，用一个小水泵抽到一个大水缸里，让水位升高了。

在这个电路里，当开关管导通的时候，电感充电，电容给负载供电。

当开关管关断的时候，电感和输入电压一起给电容充电，从而提高输出电压。

（3）升降压型（Buck - Boost）拓扑结构这种拓扑结构可就厉害了，它既能降压又能升压。

就像是一个多功能的小工具，不管是高电压还是低电压，它都能处理。

它的工作原理结合了降压型和升压型的特点，通过不同的电路状态转换来实现电压的升降。

（4）反激式（Flyback）拓扑结构这个结构稍微复杂一点。

它是利用变压器的初级和次级绕组之间的电磁感应来实现电能转换的。

开关电源的拓扑

开关电源的拓扑
开关电源的拓扑主要有以下几种：
1. 单端正激式（Buck）拓扑：投入电压大于输出电压时，将电源输入关断，输出电容释放能量给负载；
2. 升压式（Boost）拓扑：投入电压小于输出电压时，通过开关周期性充放电操作，将输出电压升高；
3. 反激式（Flyback）拓扑：通过磁共振，利用辅助绕组将输入电能转移到输出端，适用于输出电压变化较大的场景；
4. 无互感式（Push-Pull）拓扑：利用两个互补的开关管周期性地切换，通过变压器将输入电能传递到负载端；
5. 电桥式（Full-Bridge）拓扑：利用四个开关管，通过变压器传递电能，具有较高的输出功率能力。

不同的拓扑结构适用于不同的应用场景，可以根据需要选择最合适的拓扑。

开关电源拓扑结构-9页文档资料

开关电源拓扑结构回顾Lloyd H·Dixon Jr前言本文回顾了在开关电源中常用的三种基本电路系列即降压变换电路、升压变换电路和反激（或升降压）电路的特性，这三种电路均可以工作于电感断流或续流模式下。

工作方式的选择对整体电路特性有很大的影响。

所使用的控制方式也能有助于减少与拓扑和工作模式相关的问题。

三种以恒频率工作的控制方法包括：直接占空比控制、电压前馈、和电流模式（双环）控制。

本文还论述了三个基本电路的一些扩展，以及每种拓扑、工作模式、组合控制方法的相对优点。

一、三种基本拓扑结构：三种基本的拓扑结构降压式，升压式，反激式如图1所示。

串联式变换器（CUK）是反激式拓扑的倒置（不宜翻译为逆变，因其意思为DC－AC 的变换），不作论述。

这三种不同的开关电路使用了三种相同的元件：电感，晶体管（晶体管包括三极管及MOSFET）和二极管，但是使用了不同的安放方式，（输出电容是滤波元件，不是开关电路的一部分）。

理论上，还有另外三种由这三种元件组成的T型结构的电路，但这三种是前面三种电路的简单镜像和在相反方向的耦合能量。

三种基本电路系列的每一个在输入和输出电压、电流、占空比之间都有一个确定的关系。

例如：降压调整器的功能是使输出电压V小于输入电压Vin ，并和它Vin有相同的极性。

升压电路的作用是使V大于Vin，并且有相同的极性。

反激拓扑电路的作用是使V0既可大于也可小于Vin，但是两者极性相反。

二、断流工作模式：在电感电流断续方式下，或者说“断流模式”下，降压、升压和反激电路的动作方式是相似的，电感电流在每个开关周期的最后部分期间为零（因此不连续）。

在每个周期的开始部分，感应电流从零增加，从输入端得到储存能量。

在周期的第二部分，所有储存的能量通过负载泄放，从输入端汲取能量到输出端。