各总开关电源（SMPS）优缺点比较
本文简单介绍当前使用的最流行的开关电源转换电路拓扑。还有更多的拓扑，但大多数是这些的组合或修改。每种拓扑都有自己的一组设计考虑因素，例如提供给开关的电压、输入和输出电流的斩波和平滑以及绕组消耗。需要研究以确定最佳拓扑：输入和输出电压范围、电流范围、成本和性能以及尺寸和重量比。
一、基本脉宽调制波形：
所有这些拓扑都与开关电路有关。以下是基本PWM波形的定义：
二、常见的基本拓扑：
1．巴克：将输入电压降低到较低的水平。可能是最直接的电路。切换后，电感/电容滤波器平滑方波。在任何情况下，输出都小于或等于输入。输入电流不规则（斩波）。输出电流平滑。
2．提升：增加输入电压。与buck相同，但重新排列了电感器、开关和二极管。在任何情况下，输出都大于或等于输入（忽略二极管正向压降）。输入电流已软化。输出电流不规则（斩波）。
3．降压-升压：电感器、开关和二极管的不同配置。结合了降压和升压电路的缺点。输入电流不规则（斩波）。此外，输出电流不是恒定的（斩波）。尽管输出总是与输入相反（由于电容器的极性），但幅度可以更小或更大。“反激式”转换器是一种降压-升压电路隔离装置（变压器耦合）。
4．反激式：电感器包含两个绕组，同时用作变压器和电感器，类似于升降压电路。根据线圈和二极管的极性，输出可以是正的或负的。变压器的匝数比决定了输出电压是大于还是小于输入电压。最简单的隔离拓扑就是这个。通过添加次级绕组和电路，您可以获得许多输出。
5．前锋：输入电流是不规则的，而输出电流是平滑的。由于变压器的原因，在任何极性下，输出都可能大于或小于输入。
通过添加次级绕组和电路，您可以获得许多输出。在每个开关周期中，变压器铁芯必须去磁。添加与初级绕组匝数相同的绕组是一种典型的做法。在开启阶段积累在初级电感中的能量在关闭阶段通过额外的绕组和二极管释放，
6．双晶体管正激：两个开关同时激活。当开关打开时，储存在变压器中的能量会翻转初级的极性，从而导致二极管导通。每个开关上的电压永远不会超过输入电压，并且绕组轨道不需要复位。
7．推挽：为了调节输出电压，开关(FET)采用异相和脉宽调制(PWM)操作。功率在所有半周期内传输，表明变压器铁芯使用良好。由于采用全波拓扑结构，输出纹波频率是变压器的两倍。FET承受两倍于输入电压的电压。
8．半桥：对于更高功率的转换器，这是一种相对常见的拓扑。为了修改输出电压，开关在异相和脉宽调制下运行。功率在所有半周期内传输，表明变压器铁芯使用良好。初级绕组也比推挽电路更好地使用。
由于采用全波拓扑结构，输出纹波频率是变压器的两倍。输入电压与施加到FET的电压相同。
9．全桥：对于更高功率的转换器，这是最流行的拓扑。为了调节输出电压，开关以对角线对供电并进行脉宽调制。功率在所有半周期内传输，表明变压器铁芯使用良好。由于采用全波拓扑结构，输出纹波频率是变压器的两倍。输入电压等于施加到FET的电压。在给定功率下，初级电流是半桥的一半，
10．SEPIC单端初级电感转换器：输出电压可以高于或低于输入。输入电流是平滑的，就像升压电路一样，但输出电流不是。电容器将能量从输入传输到输出。有必要使用两个电感器。
11．C'uk（SlobodanC'uk的专利）：在这种情况下，输出被反转。输出电压可以大于或小于输入电压。输入和输出电流都是平滑的。
电容器将能量从输入传输到输出。有必要使用两个电感器。对于零纹波电感电流，可以链接电感。
三、电路工作原理：
1．稳压器-连续导通：电感中的电流是恒定的。其输入电压的平均值为Vout(V1)。输出电压等于输入电压乘以开关的占空比(D)。启动时，电感电流从电池流出。当开关打开时，电流通过二极管。当考虑开关和电感器的损耗时，D与负载电流无关。降压稳压器及其衍生产品具有恒定的输出电流和不连续的输入电流（斩波）（平滑）。
2．降压稳压器关键导通：电感电流仍然是连续的；当开关再次打开时，它“达到”零。这被称为“临界传导”。输出电压仍等于输入电压的D倍。
3．稳压器-不连续导通：在这种情况下，电感器中的电流在每个周期的一部分中为0。v1的平均值仍然（始终）是输出电压。输出电压不等于输入电压乘以开关的占空比(D)。当负载电流低于临界阈值时（而Vout保持恒定），D随负载电流波动。
4．升压调节器：输出电压总是高于（或等于）输入电压（或等于）。输入电流是恒定的，而输出电流是可变的（与降压稳压器相反）。与降压稳压器相比，输出电压和占空比(D)之间的关系并不那么简单。在连续导通的情况下，以下情况属实：
在本例中，Vin=5，Vout=15，D=2/3。D=2/3，Vout=15。
5．变压器工作（包括初级电感的作用）：变压器的初级（磁化）电感被认为与理想变压器中的初级并联。
6．反激变压器：使用初级电感计算峰值电流和存储的能量，在这种情况下它很低。
7．正向变压器：因为不需要储存能量，所以初级电感很高。初级开关关闭后，励磁电流(i1)流入“励磁电感”，导致磁芯退磁（电压反转）。
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