本文主要讲述常见的开关电源拓扑结构特点和优缺点对比。

常见的拓扑结构，包括Buck降压、Boost升压、Buck-Boost降压-升压、Flyback反激、Forward正激、Two-Transistor Forward双晶体管正激等。

常见的基本拓扑结构

一、基本的脉冲宽度调制波形

这些拓扑结构都与开关式电路有关。基本的脉冲宽度调制波形定义如下：

二、常见的基本拓扑结构

1、Buck降压

2、Boost升压

3、Buck-Boost降压-升压

4、Flyback反激

5、Forward正激

6、Two-Transistor Forward双晶体管正激

7、Push-Pull推挽

8、Half-Bridge半桥

9、Full-Bridge全桥

10、SEPIC单端初级电感变换器

11、C’uk(Slobodan C’uk的专利)

三、电路工作的细节

下面讲解几种拓扑结构的工作细节。

1、Buck-降压调整器-连续导电

2、Buck-降压调整器-临界导电

电感电流仍然是连续的，只是当开关再次接通时“达到”零。这被称为“临界导电”。输出电压仍等于输入电压乘以D。

3、Buck-降压调整器-不连续导电

4、Boost升压调整器

输出电压始终大于(或等于)输入电压。输入电流连续，输出电流不连续(与降压调整器相反)。

输出电压与负荷比(D)之间的关系不如在降压调整器中那么简单。在连续导电的情况下：

在本例中，Vin = 5,Vout = 15D = 2/3；Vout = 15,D = 2/3。

5、变压器工作(包括初级电感的作用)

变压器看作理想变压器，它的初级(磁化)电感与初级并联。

6、反激变压器

此处初级电感很低，用于确定峰值电流和存储的能量。当初级开关断开时，能量传送到次级。

7、Forward 正激变换变压器

结 语

本文回顾了目前开关式电源转换中最常见的电路拓扑结构。除此之外还有许多拓扑结构，但大多是这些拓扑的组合或变形。

每种拓扑结构包含独特的设计权衡：施加在开关上的电压，斩波和平滑输入输出电流，绕组的利用率。

选择最佳的拓扑结构需要研究：输入和输出电压范围，电流范围，成本和性能、大小和重量之比。

2023年8月8-10日

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