1.4 常用开关电源电路拓扑与特点
1.Buck变换器
1）Buck变换器的工作原理
Buck变换器的工作原理如图1-8所示。
图1-8 Buck变换器的工作原理图
2）Buck变换器的特点
（1）VSW(max)=Vi+Vo；
（2）Vo=D×Vi，降电压输出；
（3）
；
（4）VVD=Vi；
（5）IVD=IL×(1-D)；
（6）VRVD=Vi。
3）Buck变换器的工作波形
Buck变换器的工作波形如图1-9所示。
图1-9 Buck变换器的工作波形
2.升电压输出（Boost）变换器
1）升电压输出（Boost）变换器的工作原理
升电压输出（Boost）变换器的工作原理如图1-10所示。
图1-10 升电压输出变换器的工作原理图
2）升电压输出变换器的特点
（1）VSW =Vo；
（2）
，升电压输出；
（3）
；
（4）IVD=IRL；
（5）VRVD=Vo。
3）升电压输出变换器的工作波形
升电压输出变换器的工作波形如图1-11所示。
图1-11 升电压输出变换器的工作波形图
3.Buck-Boost变换器
1）Buck-Boost变换器的工作原理
Buck-Boost变换器的工作原理如图1-12所示。
图1-12 Buck-Boost变换器的工作原理图
2）Buck-Boost变换器的特点
（1）VSW=Vi+|Vo|；
（2）
，既可以工作于升电压输出，也可以工作于降电压输出，并且输出电压为反相输出；
（3）
；
（4）IVD=IRL；
（5）VRVD=Vi+|Vo| 。
3）Buck-Boost变换器的工作波形
Buck-Boost变换器的工作波形如图1-13所示。
图1-13 Buck-Boost变换器的工作波形图
4.反激式变换器（Flyback）
1）反激式变换器的工作原理
反激式变换器的工作原理如图1-14所示。
图1-14 反激式变换器的工作原理图
2）反激式变换器的特点
（1）一般用于输出上限功率为100W的应用场合；
（2）
；
（3）
，输出电压既可以大于输入电压，也可以低于输入电压，取决于脉冲占空比D的大小；
（4）
；
（5）IVD =IRL；
（6）
。
3）反激式变换器的工作波形
反激式变换器的工作波形如图1-15所示。
图1-15 反激式变换器的工作波形图
5.正激式变换器（Forward）
1）正激式变换器的工作原理
正激式变换器的工作原理如图1-16所示。
图1-16 正激式变换器的工作原理图
2）正激式变换器的特点
（1）变压器T的设计较复杂；
（2）需用磁复位绕组；
（3）占空比D可以工作于大于50%的应用场合；
（4）可应用于输出功率高达200W的应用场合；
（5）VSW =2 ×Vi；
（6）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（7）
；
（8）
；
（9）
；
（10）
。
3）正激式变换器的工作波形
正激式变换器的工作波形如图1-17所示。
图1-17 正激式变换器的工作波形图
6.双管正激式变换器（2 Swith Forward）
1）双管正激式变换器的工作原理
双管正激式变换器的工作原理如图1-18所示。
图1-18 双管正激式变换器的工作原理图
2）双管正激式变换器的特点
（1）可应用于输出功率高达500W的应用场合；
（2）变压器T的设计较简单；
（3）变压器T同时也用做磁复位，工作脉冲占空比小于50%；
（4）VSW =Vi；
（5）
，D＜50%，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（6）
；
（7）
；
（8）
。
3）双管正激式变换器的工作波形
双管正激式变换器的工作波形如图1-19所示。
图1-19 双管正激式变换器的工作波形图
7.有源钳位正激式变换器（Active Clamp Forward）
1）有源钳位正激式变换器的工作原理
有源钳位正激式变换器的工作原理如图1-20所示。
图1-20 有源钳位正激式变换器的工作原理图
2）有源钳位正激式变换器的特点
（1）变压器T的设计较简单；
（2）占空比D可以工作在大于50%的应用场合；
（3）可应用于输出功率高达500W的应用场合；
（4）
；
（5）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（6）
；
（7）
；
（8）
。
3）有源钳位正激式变换器的工作波形
有源钳位正激式变换器的工作波形如图1-21所示。
图1-21 有源钳位正激式变换器的工作波形图
8.推挽式变换器（Push Pull）
1）推挽式变换器的工作原理
推挽式变换器的工作原理如图1-22所示。
图1-22 推挽式变换器的工作原理图
2）推挽式变换器的特点
（1）在低电压供电的应用场合应用较为广泛；
（2）可应用于输出功率高达1kW的应用场合；
（3）变压器T的设计较复杂；
（4）工作脉冲占空比小于50%；
（5）VSW=2×Vi；
（6）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（7）
；
（8）
；
（9）
。
3）推挽式变换器的工作波形
推挽式变换器的工作波形如图1-23所示。
图1-23 推挽式变换器的工作波形图
9.半桥式变换器
1）半桥式变换器的工作原理
半桥式变换器的工作原理如图1-24所示。
图1-24 半桥式变换器的工作原理图
2）半桥式变换器的特点
（1）可应用于输出功率高达500W的应用场合；
（2）工作脉冲占空比小于50%；
（3）VSW =Vi；
（4）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（5）
；
（6）
；
（7）
。
3）半桥式变换器的工作波形
半桥式变换器的工作波形如图1-25所示。
图1-25 半桥式变换器的工作波形图
10.全桥式变换器
1）全桥式变换器的工作原理
全桥式变换器的工作原理如图1-26所示。
图1-26 全桥式变换器的工作原理图
2）全桥式变换器的特点
（1）可应用于输出功率高达2kW的应用场合；
（2）工作脉冲占空比小于50%；
（3）对高功率密度的应用场合，可以工作于相移控制的工作模式；
（4）可用于大电流输出的应用场合；
（5）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（6）VSW =Vi；
（7）
；
（8）
；
（9）
。
3）全桥式变换器的工作波形
全桥式变换器的工作波形如图1-27所示。
图1-27 全桥式变换器的工作波形图
11.SEPIC（Single-Ended Primary Inductor Converter）变换器
1）SEPIC变换器的工作原理
SEPIC变换器的工作原理如图1-28所示。
图1-28 SEPIC变换器的工作原理图
2）SEPIC变换器的特点
（1）VSW=Vi+Vo
（2）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（3）
；
（4）
；
（5）VVD=Vo+Vi。
3）SEPIC变换器的工作波形
SEPIC变换器的工作波形如图1-29所示。
图1-29 SEPIC变换器的工作波形图
12.相移零电压转换变换器（Phase Shift ZVT）
1）相移零电压转换变换器的工作原理
相移零电压转换变换器的工作原理如图1-30所示。
图1-30 相移零电压转换变换器的工作原理图
2）相移零电压转换变换器的特点
（1）
，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
（2）
；
（3）VSW =Vi；
（4）
；
（5）
。
3）相移零电压转换变换器（PS-ZVT）的工作波形
相移零电压转换变换器的工作波形如图1-31所示。
图1-31 相移零电压转换变换器的工作波形
13.C’uk变换器（By Slobodan C’uk）
1）C’uk变换器的工作原理
C’uk变换器的工作原理如图1-32所示。
图1-32 C’uk变换器的工作原理图
2）C’uk变换器的特点
（1）功率开关管SW上的电应力大于Vi 或Vo，VSW = |Vo| +Vi；
（2）
，反向输出，既可以升电压输出，也可以降电压输出；
3）C’uk变换器的工作波形
C’uk变换器的工作波形如图1-33所示。
图1-33 C’uk变换器的工作波形