盘点 | 11种开关电源的拓扑结构特点

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：常见的基本拓扑结构1、Buck降压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。2、Boost升压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)。3、Buck-Boost降压-升压电感、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。4、Flyback反激如降压-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。5、Forward正激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。6、Two-Transistor Forward双晶体管正激两个开关同时工作。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。7、Push-Pull推挽开关(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。8、Half-Bridge半桥较高功率变换器极为常用的拓扑结构。开关的驱动不同相，进行脉冲宽度调制以调节输出电压。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。9、Full-Bridge全桥较高功率变换器最为常用的拓扑结构。开关以对角对的形式驱动，进行脉冲宽度调制以调节输出电压。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。10、SEPIC单端初级电感变换器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。11、C’uk(Slobodan C’uk的专利)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。我是爱分享光电知识的——跃迁光电，希望本篇文章能对大家有所帮助。 “跃迁光电”是一站式光电产品网络商城。厂家不但生产高压直流电源，还可以根据客户的需求进行开发设计，量身定制高压直流电源。同时“跃迁光电”的产品还具有体积小、使用简单、功能多、品种齐全、保护完善、控制灵活的优势。截止到2022年，“跃迁光电”的产品已经扩大到12个品类，产品应用于科学、环保、工业等多个领域。现在“跃迁光电”的总部设在北京，同时在上海、苏州都设有办事处，“跃迁光电”的销售网络已经遍及全国。同时“跃迁光电”的产品也已经销往欧洲、美国、日本等国。“科技打造精品，诚信铸就未来”，跃迁人将为电源行业的发展和应用而不懈努力，——欢迎与我们联系洽谈。