1、基本名词
常见的基本拓扑结构
■Buck降压■Boost升压■Buck-Boost降压-升压■Flyback反激■Forward正激■Two-TransistorForward双晶体管正激■Push-Pull推挽■HalfBridge半桥■FullBridge全桥■SEPIC■C’uk
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：
2、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。
3、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)。
4、Buck-Boost降压-升压
特点
■电感、开关和二极管的另一种安排方法。■结合了降压和升压电路的缺点。■输入电流不连续(斩波)。■输出电流也不连续(斩波)。■输出总是与输入反向(注意电容的极性)，但是幅度可以小于或大于输入。■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离（变压器耦合）形式。
5、Flyback反激
特点
■如降压-升压电路一样工作，但是电感有两个绕组，而且同时作为变压器和电感。■输出可以为正或为负，由线圈和二极管的极性决定。■输出电压可以大于或小于输入电压，由变压器的匝数比决定。■这是隔离拓扑结构中最简单的■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。
6、Forward正激
特点
■降压电路的变压器耦合形式。■不连续的输入电流，平滑的输出电流。■因为采用变压器，输出可以大于或小于输入，可以是任何极性。■增加次级绕组和电路可以获得多个输出。■在每个开关周期中必须对变压器磁芯去磁。常用的做法是增加一个与初级绕组匝数相同的绕组。■在开关接通阶段存储在初级电感中的能量，在开关断开阶段通过另外的绕组和二极管释放。
7、Two-TransistorForward双晶体管正激
特点
■两个开关同时工作。■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。
8、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。
9、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。
10、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。
11、SEPIC单端初级电感变换器
特点
■输出电压可以大于或小于输入电压。■与升压电路一样，输入电流平滑，但是输出电流不连续。■能量通过电容从输入传输至输出。■需要两个电感。
12、C’uk(SlobodanC’uk的专利)
特点
■输出反相■输出电压的幅度可以大于或小于输入。■输入电流和输出电流都是平滑的。■能量通过电容从输入传输至输出。■需要两个电感。■电感可以耦合获得零纹波电感电流。
13、电路工作的细节
下面讲解几种拓扑结构的工作细节
■降压调整器：连续导电临界导电不连续导电
■升压调整器(连续导电)■变压器工作■反激变压器■正激变压器
14、Buck-降压调整器-连续导电
■电感电流连续。■Vout是其输入电压(V1)的均值。■输出电压为输入电压乘以开关的负荷比(D)。■接通时，电感电流从电池流出。■开关断开时电流流过二极管。■忽略开关和电感中的损耗,D与负载电流无关。■降压调整器和其派生电路的特征是：
输入电流不连续(斩波),输出电流连续(平滑)。
15、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。
16、Buck-降压调整器-不连续导电
■在这种情况下，电感中的电流在每个周期的一段时间中为零。■输出电压仍然(始终)是v1的平均值。■输出电压不是输入电压乘以开关的负荷比(D)。■当负载电流低于临界值时,D随着负载电流而变化(而Vout保持不变)。
17、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=15,andD=2/3.Vout=15，D=2/3.
18、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。
19、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。
20、Forward正激变换变压器
■初级电感很高，因为无需存储能量。■磁化电流(i1)流入“磁化电感”，使磁芯在初级开关断开后去磁(电压反向)。
21、总结
■此处回顾了目前开关式电源转换中最常见的电路拓扑结构。■还有许多拓扑结构，但大多是此处所述拓扑的组合或变形。■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
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