20种开关电源拓扑的优缺点对比
典型开关电源拓扑及特征
典型开关电源拓扑及特征（增加学习解读整理）Buck降压电路特征：■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升压电路特征：■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)。
Buck-Boost升降压电路特征：■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。
SEPIC升降压电路特征：■输出电压共地同相。
■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。
C’uk升降压电路特征：■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。
Flyback反激变换特征：■最简单的隔离拓扑结构；■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（看成2个具有一定相关的隔离电感）和电感。
■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。
电压等式在电流处于CCM（磁通量连续、输入电流与输出电流时序叠加后连续）方成立。
在DCM 模式下，输出电压将高于上式，保持占空比不变，随着负载加大，输出电压会下降，这个过程功率保持不变，然后负载继续加大，进入CCM模式，然后上式成立，随着负载继续加大，电压不变电流增加，原边表现为电流上升，继续增加负载功率，将触发磁芯饱和。
最大功率将受限饱和磁通，(原边电感/圈数越大传递的功率越小，PFC电感有类似也有区别，PFC电感影响输入功率不是因为磁通饱和，而是阻抗限流)，此时提高控制频率只可非线性的提高少部分功率。
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点
反激式正激式推挽式半桥式全桥式开关电源优缺点反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构，其工作原理是利用电感储能和电容滤波器来实现电压变换。
以下是反激式、正激式、推挽式、半桥式和全桥式开关电源的优缺点分析。
1.反激式开关电源：优点：-体积小，结构简单，成本较低。
-输出电流大，适用于一些高功率应用。
-效率较高，在负载率低时仍能提供稳定的输出电压。
缺点：-输出电压稳定性较差，容易受到输入电压波动的影响。
-输入电流波形不纯净，含有较高的谐波成分。
-输出电流变化较大时容易产生振荡和噪音。
2.正激式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好，能够提供较为纯净的输出电流。
-输出电流较大，适用于一些高负载应用。
-效率较高，在大部分负载条件下都能保持较高的效率。
缺点：-体积较大，结构相对复杂。
-成本较高。
-在负载率低时效率较低。
3.推挽式开关电源：优点：-输出频率较高，适用于一些高频应用。
-输出电压稳定性较好。
-体积相对较小，结构简单。
缺点：-输出电流相对较小。
-效率较低，在大负载条件下会有较大的功率损耗。
-容易受到电容和电感等元器件的损耗影响，导致输出电压不稳定。
4.半桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
5.全桥式开关电源：优点：-输出电压稳定性较好。
-输出电流较大。
-效率较高。
-结构简单，成本相对较低。
缺点：-输入电流波形较复杂，含有较高的谐波成分。
-输出电流较小负载时容易出现振荡。
-适用负载范围较窄。
总结：根据以上分析，不同的开关电源拓扑在不同应用场景中具有不同的优缺点。
在选择开关电源时，应根据具体应用需求，综合考虑输出电压稳定性、输出电流、效率、结构复杂性、成本等因素，选择最适合的拓扑结构。
开关电源的基本拓扑结构
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。
电源各种拓扑的优点缺点
1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
2 反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
由于反激式开关电源仅在开关关断期间才向负载提供能量输出，当负载电流出现变化时，开关电源不能立即对输出电压或电流产生反应，而需要等到下一个周期事，通过输出电压取样和调宽控制电路的作用，开关电源才开始对已经过去了的事情进行反应，即改变占空比，因此，反激式开关电源的瞬态控制特性相对来说比较差。
有时，当负载电流变化的频率和相位与取样、调宽控制电路输出的电压的延时特性在相位保持一致的时候，反激式开关电源输出电压可能会产生抖动，这种情况在电视机的开关电源中最容易出现。
3 反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，开关电源变压器的工作效率低。
反激式开关电源变压器的铁芯一般需要留一定的气隙，一方面是为了防止变压器的铁芯因流过变压器的初级线圈的电流过大，容易产生磁饱和。
另一方面是因为变压器的输出功率小，需要通过调整电压器的气隙和初级线圈的匝数，来调整变压器初级线圈的电感量的大小。
因此，反激式开关电源变压器初级和次级线圈的漏感都比较大，从而会降低开关电源变压器的工作效率，并且漏感还会产生反电动势，容易把开关管击穿。
简述各种拓扑结构的优缺点
简述各种拓扑结构的优缺点拓扑结构是指网络中节点之间连接的方式。
不同的拓扑结构有不同的优缺点，因此在设计网络时需要选择合适的拓扑结构。
本文将简述常见的拓扑结构的优缺点。
一、总线拓扑总线拓扑是指所有节点都连接到一根中央的传输线上。
这种拓扑结构的优点是简单、易于维护和扩展，成本也比较低。
但是，总线拓扑的缺点也很明显，一旦传输线出现故障，整个网络都会瘫痪。
而且，总线拓扑的传输距离有限，节点数量也受到限制，因此不适用于大型网络。
二、星型拓扑星型拓扑是指所有节点都连接到一个中央的集线器或交换机上。
这种拓扑结构的优点是易于维护和扩展，任何一个节点的故障都不会影响整个网络的运行。
而且，星型拓扑的传输距离较长，节点数量也可以较多。
但是，星型拓扑的缺点是集线器或交换机成为了单点故障，一旦它出现故障，整个网络都会瘫痪。
三、环型拓扑环型拓扑是指所有节点都连接成一个环形，每个节点都连接到相邻的两个节点上。
这种拓扑结构的优点是易于维护和扩展，任何一个节点的故障都不会影响整个网络的运行。
而且，环型拓扑的传输距离也比较长，节点数量也可以较多。
但是，环型拓扑的缺点是数据包在环形中传输，如果出现环路，数据包就会一直在网络中循环，导致网络瘫痪。
四、树型拓扑树型拓扑是指所有节点都连接成一个树形结构，树的根节点连接到所有其他节点上。
这种拓扑结构的优点是易于维护和扩展，任何一个节点的故障都不会影响整个网络的运行。
而且，树型拓扑的传输距离也比较长，节点数量也可以较多。
但是，树型拓扑的缺点是根节点成为了单点故障，一旦它出现故障，整个网络都会瘫痪。
五、网状拓扑网状拓扑是指所有节点之间都相互连接，形成一个网状结构。
这种拓扑结构的优点是容错性强，任何一个节点的故障都不会影响整个网络的运行。
而且，网状拓扑的传输距离也比较长，节点数量也可以较多。
但是，网状拓扑的缺点是成本较高，维护和扩展也比较困难。
综上所述，不同的拓扑结构有不同的优缺点，需要根据实际情况选择合适的拓扑结构。
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。
简述各个拓扑结构的优缺点
简述各个拓扑结构的优缺点
拓扑结构是计算机网络中的重要概念，不同的拓扑结构具有各自的优缺点。
以下是各个拓扑结构的简述。
1. 星型拓扑结构
星型拓扑结构是一种中心化结构，所有的节点都直接连接到中心节点。
它的优点是易于管理和维护，故障诊断简单，扩展性强。
但是，若中心节点故障，整个网络将无法工作，而且节点之间的通信需要经过中心节点，导致网络通信效率较低。
2. 总线型拓扑结构
总线型拓扑结构是所有节点都连接到同一条总线上的结构。
它的优点是易于实现和管理，成本低，通信效率高。
但是，它的缺点是容易因为总线故障而导致整个网络瘫痪，而且节点数量的增加会影响网络的通信效率。
3. 环型拓扑结构
环型拓扑结构是所有节点连接成一个环的结构。
它的优点是通信效率高，节点数目增加对网络通信效率的影响较小。
但是，它的缺点是故障节点会影响整个环的通信，而且节点数目的增加可能导致网络拓扑结构变得复杂。
4. 树型拓扑结构
树型拓扑结构是通过分层的方式将节点组织成树状结构的拓扑结构。
它的优点是易于管理和维护，通信效率高，故障节点不会影响整个网络。
但是，它的缺点是扩展性较差，增加新节点需要重新设计
整个拓扑结构。
5. 网状拓扑结构
网状拓扑结构是所有节点互相连接的结构，任意两个节点都可以直接通信。
它的优点是通信效率高，扩展性强，故障节点对整个网络影响较小。
但是，它的缺点是节点数量的增加会导致网络变得非常复杂，需要大量的管理和维护工作。
各种开关电源的优点和缺点
各种开关电源的优点和缺点【反激式、正激式、推挽式、半桥式、全桥式】为了表征各种电压或电流波形的好坏，一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。
在开关电源之中，电压或电流的幅值和平均值最直观，因此，我们用电压或电流的幅值与其平均值之比，称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比，称为波形系数K。
因此，电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为：Sv = Up/Ua ——电压脉动系数 (1-84)Si = Im/Ia ——电流脉动系数 (1-85)Kv =Ud/Ua ——电压波形系数 (1-86)Ki = Id/Ia ——电流波形系数 (1-87)上面4式中，Sv、Si、Kv、Ki分别表示：电压和电流的脉动系数S，和电压和电流的波形系数K，在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或 K。
脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标，S和K的值，显然是越小越好。
S和K的值越小，表示输出电压和电流越稳定，电压和电流的纹波也越小。
反激式开关电源的优点和缺点1 反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
反激式开关电源在控制开关接通期间不向负载提供功率输出，仅在控制开关关断期间才把存储能量转化为反电动势向负载提供输出，但控制开关的占空比为0.5时，变压器次级线圈输出的电压的平均值约等于电压最大值的的二分之一，而流过负载的电流正好等于变压器次级线圈最大电流的四分之一。
即电压脉动系数等于2，电流脉动系数等于4。
反激式开关电源的电压脉动系数，和正激式开关电源的脉动系数基本相同，但是电流的脉动系数是正激式开关电源的电流脉动系数的两倍。
由此可知，反激式开关电源的电压和电流的输出特性要比正激式开关电源的差。
特别是，反激式开关电源使用的时候，为了防止电源开关管过压击，起占空比一般都小于0.5，此时，流过变压器次级线圈的电流会出现断续，电压和电流的脉动系数都会增加，其电压和电流的输出特性将会变得更差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。
6、Forward正激
特点
■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。
■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。
20种开关电源拓扑的优缺点对比
1.基本名词
常见的基本拓扑结构
■Buck降压
■Boost升压
■uck-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