开关电源的各种拓扑结构之间的关系及由来
1、基本拓扑的由来
我们把一个电源电路抽象成一个黑盒电路模型，一个电源输入、一个电源输出，一个接地端口。对于非隔离电源，输入输出电路是共“地”的，所以非隔离电源的这个模型可以简化为图4.1 所示的模型。
图 4.1 非隔离电源简化模型
在所有的拓扑中，电感的一端需要连接到三个可用直流端之一。另外一个端点通过开关与电感的另一端连接。开关和电感的连接点，通过一个续流二极管与最后剩下的一个端点连接。如此拓扑结构可以形成图4.2所示的三种基本拓扑。
图 4.2 开关电源的三种基本拓扑
熟悉开关电源的朋友，一眼就认出来了，第一个是buck、第二个是boost，第三个是buck-boost(有的文档也称为反极性boost)。如果电感连接到地，就构成了升降压变换器，如果电感连接到输入端，就构成了升压变换器。如果电感连接到输出端，就构成了降压变换器。
我们用排列组合的方式可以有多种方法来构造，既含有电感又能为电感电流提供续流回路的拓扑。
无用拓扑类型1：
输入和输出之间并没有公用导线，也就是说输入与输出的gnd之间有器件。这种情况是不实用的，直接排除了：比如二极管、开关串联在输入gnd和输出gnd的链接通路上。在此就不一一列举了。
图4.3无用拓扑类型1
无用拓扑类型2：
开关管、二极管、电感，连接在输入或者输出的正负极之间，这种只会产生短路，不会实现电压变化。
图4.4无用拓扑类型2
我们熟悉的电路一般是正电压进行降压、升压操作，或者正电压产生一个负压。但是负电压降压、升压、反极性的拓扑也是有的。但是这个拓扑本质与正压变换器本质是一样的。
另外有些隔离电源拓扑就是通过基本拓扑增加变压器或者变化得到的，例如反激隔离电源(flyback)。
图4.5 反激隔离电源电路
其他更复杂的拓扑例如“buck+boost拓扑”、“sepic”等都是可以从基本拓扑进行组合或者演进得来的。人们尝试使用这些相同的元器件进行了许多其他的组合。大多数已通过实践证明实用性不强。
buck+boost拓扑：该电路将buck电路的输入端和boost电路的输出端进行组合，并在中间用一个共用电感结合起来。
图 4.5 buck+boost拓扑
本质是用一个降压“加上”一个升压，来实现升降压。sepic拓扑：集成了boost和flyback 拓扑结构，如图4.6所示。
图4.6 sepic拓扑图
2、开关电源的各种拓扑结构之间的关系
根据上一节的分析和介绍，我们发现：我们通过基本约束，可以得到三个基本拓扑结构：第一个是buck、第二个是boost，第三个是buck-boost。其他的更复杂的拓扑都是通过基本拓扑结构进行重新组合，或者演进得来的。
通过基本拓扑直接组合，形成了三个有实用价值的拓扑结构：cuk、sepic、zeta。cuk的本质是boost变换器和buck变换器串联，sepic的本质是boost和buck-boost串联，zeta可以看成buck和buck-boost串联。但是里面有些细节按照电流的方向在演进的过程中调整了二极管的方向，两极串联拓扑节省了复用的器件。通过这样串联和演进，产生了新的三个电源拓扑，如图4.7所示。
同时，如果我们把同步buck拓扑串联同步boost可以形成四开关buck-boost拓扑，如图4.8所示。
利用变压器代替电感，可以把boost演进为一个新拓扑flyback即反激变换器(反激的公式来看又是很像buck-boost，这里变压器不同于电感，也有说法会说反激是buck-boost变过来的)。
我们可以把buck电路的开关通过一个变压器进行能量传递，就形成正激变换器。将两个正激变换器进行并联，可以形成推挽拓扑。正激的变压器，是直接输送能量过去，而不是像反激变压器那样传递能量，大家可以关注一下变压器的方向。
图 4.9反激、正激、推挽拓扑的演进
根据我们上述的分析，所有的拓扑都可以通过基本拓扑进行组合、演进而来。全景图，如图4.10
2023全球汽车零部件供应商百强榜发布，德赛西威排名稳步提升
基于ZEMAX的汽车前照灯的鳞甲反光杯系统设计
配电箱结构 配电箱的主要特点
PI LED驱动LYTSwitch家族添新成员，引入FluxLink技术
韩国LG化学表示正加大马力促进电池组件本土化生产 以减少对日本的依赖性
开关电源的各种拓扑结构之间的关系及由来
特斯拉提升上海超级工厂产能 首次拿下中国新能源汽车产量榜首
吸尘器哪个品牌好？追觅吸尘器助你轻松清洁
Littelfuse完成了对TE Connectivity电路保护业务的并购
直流电源EMI滤波器的设计原则
万物互联，物物相联，物联网卡踏上新的征程
苹果押注企业市场，还只是面向企业服务的冰山一角
安富利与英飞凌携手赋能物联网设备与云的安全连接
创想三维携全新旗舰高速3D打印机亮相RAPID+TCT
硼砂检测仪的功能有哪些，它的用途有哪些
双电源转换开关原理_双电源转换开关安装图
华为Mate50官宣：9月6日发布 破晓而出巅峰相见
剖析电阻可靠性相关的参数1
历史上最成功的芯片——555
NVIDIA宣布将与谷歌云合作打造业内首个AI-on-5G创新实验室
我们把一个电源电路抽象成一个黑盒电路模型，一个电源输入、一个电源输出，一个接地端口。对于非隔离电源，输入输出电路是共“地”的，所以非隔离电源的这个模型可以简化为图4.1 所示的模型。
图 4.1 非隔离电源简化模型
在所有的拓扑中，电感的一端需要连接到三个可用直流端之一。另外一个端点通过开关与电感的另一端连接。开关和电感的连接点，通过一个续流二极管与最后剩下的一个端点连接。如此拓扑结构可以形成图4.2所示的三种基本拓扑。
图 4.2 开关电源的三种基本拓扑
熟悉开关电源的朋友，一眼就认出来了，第一个是buck、第二个是boost，第三个是buck-boost(有的文档也称为反极性boost)。如果电感连接到地，就构成了升降压变换器，如果电感连接到输入端，就构成了升压变换器。如果电感连接到输出端，就构成了降压变换器。
我们用排列组合的方式可以有多种方法来构造，既含有电感又能为电感电流提供续流回路的拓扑。
无用拓扑类型1：
输入和输出之间并没有公用导线，也就是说输入与输出的gnd之间有器件。这种情况是不实用的，直接排除了：比如二极管、开关串联在输入gnd和输出gnd的链接通路上。在此就不一一列举了。
图4.3无用拓扑类型1
无用拓扑类型2：
开关管、二极管、电感，连接在输入或者输出的正负极之间，这种只会产生短路，不会实现电压变化。
图4.4无用拓扑类型2
我们熟悉的电路一般是正电压进行降压、升压操作，或者正电压产生一个负压。但是负电压降压、升压、反极性的拓扑也是有的。但是这个拓扑本质与正压变换器本质是一样的。
另外有些隔离电源拓扑就是通过基本拓扑增加变压器或者变化得到的，例如反激隔离电源(flyback)。
图4.5 反激隔离电源电路
其他更复杂的拓扑例如“buck+boost拓扑”、“sepic”等都是可以从基本拓扑进行组合或者演进得来的。人们尝试使用这些相同的元器件进行了许多其他的组合。大多数已通过实践证明实用性不强。
buck+boost拓扑：该电路将buck电路的输入端和boost电路的输出端进行组合，并在中间用一个共用电感结合起来。
图 4.5 buck+boost拓扑
本质是用一个降压“加上”一个升压，来实现升降压。sepic拓扑：集成了boost和flyback 拓扑结构，如图4.6所示。
图4.6 sepic拓扑图
2、开关电源的各种拓扑结构之间的关系
根据上一节的分析和介绍，我们发现：我们通过基本约束，可以得到三个基本拓扑结构：第一个是buck、第二个是boost，第三个是buck-boost。其他的更复杂的拓扑都是通过基本拓扑结构进行重新组合，或者演进得来的。
通过基本拓扑直接组合，形成了三个有实用价值的拓扑结构：cuk、sepic、zeta。cuk的本质是boost变换器和buck变换器串联，sepic的本质是boost和buck-boost串联，zeta可以看成buck和buck-boost串联。但是里面有些细节按照电流的方向在演进的过程中调整了二极管的方向，两极串联拓扑节省了复用的器件。通过这样串联和演进，产生了新的三个电源拓扑，如图4.7所示。
同时，如果我们把同步buck拓扑串联同步boost可以形成四开关buck-boost拓扑，如图4.8所示。
利用变压器代替电感，可以把boost演进为一个新拓扑flyback即反激变换器(反激的公式来看又是很像buck-boost，这里变压器不同于电感，也有说法会说反激是buck-boost变过来的)。
我们可以把buck电路的开关通过一个变压器进行能量传递，就形成正激变换器。将两个正激变换器进行并联，可以形成推挽拓扑。正激的变压器，是直接输送能量过去，而不是像反激变压器那样传递能量，大家可以关注一下变压器的方向。
图 4.9反激、正激、推挽拓扑的演进
根据我们上述的分析，所有的拓扑都可以通过基本拓扑进行组合、演进而来。全景图，如图4.10
2023全球汽车零部件供应商百强榜发布，德赛西威排名稳步提升
基于ZEMAX的汽车前照灯的鳞甲反光杯系统设计
配电箱结构 配电箱的主要特点
PI LED驱动LYTSwitch家族添新成员，引入FluxLink技术
韩国LG化学表示正加大马力促进电池组件本土化生产 以减少对日本的依赖性
开关电源的各种拓扑结构之间的关系及由来
特斯拉提升上海超级工厂产能 首次拿下中国新能源汽车产量榜首
吸尘器哪个品牌好？追觅吸尘器助你轻松清洁
Littelfuse完成了对TE Connectivity电路保护业务的并购
直流电源EMI滤波器的设计原则
万物互联，物物相联，物联网卡踏上新的征程
苹果押注企业市场，还只是面向企业服务的冰山一角
安富利与英飞凌携手赋能物联网设备与云的安全连接
创想三维携全新旗舰高速3D打印机亮相RAPID+TCT
硼砂检测仪的功能有哪些，它的用途有哪些
双电源转换开关原理_双电源转换开关安装图
华为Mate50官宣：9月6日发布 破晓而出巅峰相见
剖析电阻可靠性相关的参数1
历史上最成功的芯片——555
NVIDIA宣布将与谷歌云合作打造业内首个AI-on-5G创新实验室