开关电源常用拓扑结构图文解释

开关电源常用拓扑结构

开关变换器的拓扑结构是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关器件和储能器件的不同配置。开关变换器的拓扑结构可以分为两种基本类型：非隔离型和隔离型。变换器拓扑结构是根据系统造价、性能指标和输入/输出负载特性等因素选定。

1、非隔离型开关变换器

一，Buck变换器，也称降压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总小于输入电压，数量关系为：其中Uo为输出电压，Ui为输入电压，ton为开关管一周期内的

导通时间，T为开关管的导通周期。降压变换器的电路模式如图2所示。工作原理是：在开关管VT导通时，输入电源通过L平波和C滤波后向负载端提供电流；当VT关断后，L通过二极管续流，保持负载电流连

续。

二，Boost变换器，也称升压变换器，其输入和输出电压极性相同，输出电压总大于输入电压，数量

关系为：。升压变换器的电路模式如图3所示。工作原理是：在VT导通时，电流通过L平波，输入电源对L充电。当VT关断时，电感L及电源向负载放电，输出电压将是输入电压加上输入电源电压，因而有升压作用。

三，Buck-Boost变换器，也称升降压变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量

关系为：。升降压变换器的电路模式如图4所示。工作原理是：在开关管VT导通时，电流流过电感L，L储存能量。在VT关断时，电感向负载放电，同时向电容充电。

四，Cuk变换器，也称串联变换器，其输入输出电压极性相反，既可升压又可降压，数量关系为：

。Cuk变换器的电路模式如图5所示。工作原理是：在开关管VT导通时，二极管VD反偏截止，这时电感L1储能；C1的放电电流使L2储能，并向负载供电。在VT关断时，VD 正偏导通，这时输入电源和L1向C1充电；同时L2的释能电流将维持负载电流。

2、隔离型开关电源变换器

一，推挽型变换器，其变换电路模型如图6所示。工作过程为：VT1和VT2轮流导通，这样将在二次侧产生交变的脉动电流，经过VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。

二，半桥型变换器，其变换电路模型如图7所示。工作过程跟推挽式差不多，也是VT1和VT2轮流导通，一次侧通过电源-VT1-N1-C2-电源及电源-C1-N1-VT2-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VD1和VD2全波整流转换为直流信号，再经L、C滤波，送给负载。

三，全桥型变换器，其变换电路模型如图8所示。工作过程为：VT1、VT2和VT3、VT4两对开关重复交互通断。但两对开关导通有时间差，所以变压器一次侧加的电压为脉冲宽度等于其时间差的方波电压。变压器二次侧的二极管将此电压整流为方波，再经滤波器变为平滑直流电供给负载。

四，正激型变换器，其变换电路模型如图9所示。其工作过程为：开关导通时，变压器将能量从N1转移到N2，经过整流滤波后向负载输出。开关关断时，变压器释放能量，二极管VD3和绕组N3就是为此而设的，能量通过它们反馈到输入侧。开关一断开，绕组N1中存储的能量就转移到绕组N3中。

五，隔离式Cuk变换器，其变换电路模型如图10所示。其工作过程为：开关管断开时，电感L1的电流给电容C11充电，同时C12也充电。开关管导通时，二极管变为截止状态，C12通过L2向负载R放电。