1、第 1 頁，共 6 頁1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)= = Uo/Ui=( 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
2、 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- )。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+UL，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。UoIDSIDVDIDLIDCIDUi UoIDSIDDLCID第 2 頁，共 6 頁2电压关系：Uo/Ui= -/(1-)Chart 3: boost-buck circuit topology
3、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= -/(1-)。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。所以，这里的 C1 用于传输能量。 N2C1TC2L2R UoDL1SUiUi UoS DCL第 3 頁，共 6
4、頁3二隔离型开关变换器1推挽型变换器：图 5：推挽型变换电路S1 和 S2 轮流导通，将在二次侧产生交变的脉动电流，经过全波整流转换为直流信号，再经 L、C 滤波，送给负载。由于电感 L 在开关之后，所以当变压器匝比为 1 时，它实际上类似于降压变换器。2半桥型变换器图 6：半桥式变换电路当 S1 和 S2 轮流导通时，一次侧将通过电源-S1-T-C2-电源及电源-C1-T-S2-电源产生交变电流，从而在二次侧产生交变的脉动电流，经过全波整流转换为直流信号，再经 L、C 滤波，送给负载。同样地，这个电路也相当于降压式拓扑结构。S2S1LC RN1N1N2N2UiUoTC2UiS2S1LRN1
5、N2N2 UoTC1C2第 4 頁，共 6 頁43全桥型变换器图 7：全桥式变换电路当 S1、S3 和 S2、S4 两两轮流导通时，一次侧将通过电源 -S2-T-S4-电源及电源-S1-T-S3-电源产生交变电流，从而在二次侧产生交变的脉动电流，经过全波整流转换为直流信号，再经 L、C 滤波，送给负载。这个电路也相当于降压式拓扑结构。4正激型变换器图 8：正激型变换器电路当 S 导通时，原边经过输入电源-N1-S- 输入电源，产生电流。当 S 断开时，N1 能量转移到 N3，经 N3-电源-D3 向输出端释放能量，避免变压器饱和。D1用于整流，D2 用于 S 断开期间续流。5隔离型 Cuk 变
6、换器图 9：隔离型 Cuk 变换器CUiS3S2LRN1 N2N2 UoTS4S1TN3 CLR N2 UoSN1D1D2D3UiN2C12TC2L2R UoS N1DUiL1 C11第 5 頁，共 6 頁5当 S 导通时， Ui 对 L1 充电。当 S 断开时，Ui+U L1 对 C11 及变压器原边放电，同时给 C11 充电，电流方向从上向下。附边感应出脉动直流信号，通过 D 对 C12 反向充电。在 S 导通期间，C12 的反压将使 VD 关断，并通过L2、C2 滤波后，对负载放电。这里的 C12 明显是用于传递能量的，所以 Cuk 电路是电容传输变换电路。6电流变换器图 10：能量回馈
7、型电流变换器电路该电路与推挽电路类似。不同的是，在主通路上串联了一个电感。其作用是在 S1、S2 断开期间，使得变压器能量转移到 N3 绕组，通过 D3 回馈到输入端。7. 隔离型升压变换器：图 11：隔离型升压电流变换器电路该电路也与推挽电路类似，并在主通路上串联了一个电感。在开关导通期间，L 积蓄能量。当一侧开关断开时，电感电动势和 Ui 迭加在一起，对另一侧放电。因此，L 有升压作用。S2S1C RN1N1N2N2UiUoTLVD1VD2S2S1C RN1N1N2N2UiUoTN4N3D1D2D3第 6 頁，共 6 頁6三准谐振型变换器在脉冲调制电路中，加入 R、L 谐振电路，使得流过开关的电流及管子两端的压降为准正弦波。这种开关电源称为谐振式开关电源。利用一定的控制技术，可以实现开关管在电流或电压波形过零时切换，这样对缩小电源体积，增大电源控制能力，提高开关速度，改善纹波都有极大好处。所以谐振开关电源是当前开关电源发展的主流技术。又分为：1ZCS 零电流开关。开关管在零电流时关断。2ZVS 零电压开关。开关管在零电压时关断。
