什么是拓撲呢?所謂電路拓撲就是功率器件和電磁元件在電路中的連接方式，而磁性元件設計，閉環(huán)補償電路設計及其他所有電路元件設計都取決于拓撲。最基本的拓撲是Buck(降壓式)、Boost(升壓式)和Buck/Boost(升/降壓)，單端反激(隔離反激)，正激、推挽、半橋和全橋變化器。
下面簡(jiǎn)單介紹一下常用的開(kāi)關(guān)電源拓撲結構。
Buck電路
首先我們要講的就是Buck電路。
Buck電路也成為降壓(step-down)變換器。它的電路圖是下面這樣的:
晶體管，二極管，電感，電容和負載構成了主回路，下方的控制回路一般采用PWM(脈沖寬度調制)芯片控制占空比決定晶體管的通斷。
Buck電路的功能是把直流電壓Ui轉換成直流電壓Uo，實(shí)現降壓目的。
反激變換器
反激式開(kāi)關(guān)電源是指使用反激高頻變壓器隔離輸入輸出回路的開(kāi)關(guān)電源，與之對應的有正激式開(kāi)關(guān)電源。
反激(FLY BACK)，具體是指當開(kāi)關(guān)管接通時(shí)，輸出變壓器充當電感，電能轉化為磁能，此時(shí)輸出回路無(wú)電流;
相反，當開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，輸出變壓器釋放能量，磁能轉化為電能，輸出回來(lái)中有電流。
反激式開(kāi)關(guān)電源中，輸出變壓器同時(shí)充當儲能電感，整個(gè)電源體積小、結構簡(jiǎn)單，所以得到廣泛應用。應用最多的是單端反激式開(kāi)關(guān)電源。
優(yōu)點(diǎn):元器件少、電路簡(jiǎn)單、成本低、體積小，可同時(shí)輸出多路互相隔離的電壓;
缺點(diǎn):開(kāi)關(guān)管承受電壓高，輸出變壓器利用率低，不適合做大功率電源。
Boost電路
Boost(升壓)電路是最基本的反激變換器。Boost變換器又稱(chēng)為升壓變換器、并聯(lián)開(kāi)關(guān)電路、三端開(kāi)關(guān)型升壓穩壓器。
上面的圖就是Boost電路圖。Boost電路是一個(gè)升壓電路，它的輸出電壓高于輸入電壓。
Buck/Boost變換器
Buck/Boost變換器:也叫做升降壓式變換器，是一種輸出電壓既可低于也可高于輸入電壓的單管不隔離直流變換器，但它的輸出電壓的極性與輸入電壓相反。Buck/Boost變換器可以看做是Buck變換器和Boost變換器串聯(lián)而成，合并了開(kāi)關(guān)管。它的電路圖如下:
上面提到的Buck和Boost電路，都是輸出與輸入共地，在電路上沒(méi)有隔離。采用變壓器后，輸出與輸入電氣隔離，可以多路輸出。而反激變換器是隔離變換器中最簡(jiǎn)單的一種。它分為兩種工作模式，斷續模式反激變換器和連續模式反激變換器。隔離反激變壓器電路圖看下面!
在這里，隔離變壓器起到的作用就是變壓和儲能電感的作用。
正激變換器
晶體管導通時(shí)，將能量傳遞給負載，截止時(shí)靠輸出級LC電路維持的變換器成為正激變換器。它有單端正激和雙端正激變換器等多種模式。
單端正激變換器
首先看看原理圖:
單端正激變壓器又稱(chēng)“buck”轉換器。因其在原邊繞組接通電源Vi的同時(shí)把能量傳遞到輸出端而得名。
雙端正激變換器
雙端正激也稱(chēng)為非對稱(chēng)橋，由兩個(gè)功率管和與兩個(gè)二極管組成電橋，但只有功率管可控導通，變壓器單向磁化，沒(méi)有橋式電路的橋臂直通問(wèn)題，因此抗干擾能力強。
推挽變換器
這種電路結構的特點(diǎn)是:對稱(chēng)性結構，脈沖變壓器原邊是兩個(gè)對稱(chēng)線(xiàn)圈，兩只開(kāi)關(guān)管接成對稱(chēng)關(guān)系，輪流通斷，工作過(guò)程類(lèi)似于線(xiàn)性放大電路中的乙類(lèi)推挽功率放大器。
半橋式功率電路
當S1和S2輪流導通時(shí)，一次側將通過(guò)電源-S1-T-C2-電源及電源-C1-T-S2-電源產(chǎn)生交變電流，從而在二次側產(chǎn)生交變的脈動(dòng)電流，經(jīng)過(guò)全波整流轉換為直流信號，再經(jīng)L、C濾波，送給負載。同樣地，這個(gè)電路也相當于降壓式拓撲結構。
全橋功率電路
全橋功率變換器適用于大功率、高電壓場(chǎng)合，它的電路圖如下:
相關(guān)應用
Buck電路
Buck電路是降壓變換器，它主要應用于低壓大電流領(lǐng)域，目的是為了解決續流管的導通損耗問(wèn)題。
采用一般的二極管續流，其導通電阻較大，應用在大電流場(chǎng)合時(shí)，損耗很大。
另外，用導通電阻非常小的MOS管代替二極管，可以解決損耗問(wèn)題，但同時(shí)對驅動(dòng)電路提出了更高的要求。
對Buck電路應用同步整流技術(shù)，用MOS管代替二極管后，電路從拓撲上整合了Buck和Boost兩種變換器，為實(shí)現雙向DC/DC變換提供了可能。
在需要單向升降壓且能量可以雙向流動(dòng)的場(chǎng)合，很有應用價(jià)值，如應用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，輔以三相可控全橋電路，可以實(shí)現蓄電池的充放電。
反激變換器
(1) Boost電路
在實(shí)際應用中經(jīng)常會(huì )涉及到升壓電路的設計，對于較大的功率輸出，如70W以上的DC/DC升壓電路，由于專(zhuān)用升壓芯片內部開(kāi)關(guān)管的限制，難于做到大功率升壓變換，而且芯片的價(jià)格昂貴，在實(shí)際應用時(shí)受到很大限制。
考慮到Boost升壓結構外接開(kāi)關(guān)管選擇余地很大，選擇合適的控制芯片，便可設計出大功率輸出的DC/DC升壓電路。
(2)Buck/Boost變換器
基本的非隔離和隔離Buck/Boost型變換器以其電路拓撲簡(jiǎn)潔，輸入電壓范圍高，可升降壓，負載短路時(shí)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應用于中小功率DC/DC變換場(chǎng)合。
正激變換器
雙端正激變換器克服了正激變換器中開(kāi)關(guān)電壓應力高的缺點(diǎn)，每個(gè)開(kāi)關(guān)管只需承受輸入直流電壓，不需要采用特殊的磁復位電路就可以保證變壓器的可靠磁復位。
它的每一個(gè)橋臂都是由一個(gè)二極管與一個(gè)開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成，不存在橋臂直通的危險，可靠性高。
因此雙端正激變換器具有其他變換器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，成為目前中大功率變換器中應用最多的拓撲之一。
推挽變換器
推挽變換器是變換器中最早應用的拓撲，而且目前還在廣泛應用于DC/DC變換器和DC/AC逆變器。它的輸出可以高于或低于輸入直流電壓。
閉環(huán)的主輸出在電網(wǎng)和負載變化時(shí)可以維持輸出穩定，從輸出可以很好地對電網(wǎng)變化進(jìn)行調節。
半橋式功率電路
半橋變換器初級繞組電壓僅為輸入電壓的一般，如果與推挽相同輸出功率，初級電流比推挽大一倍，則需要更大電流定額的功率管。
半橋變換器適用于輸入電壓較高且中等輸出功率的場(chǎng)合，因為功率管上的電壓定額理想時(shí)是輸入直流電壓。
全橋功率電路
全橋功率變換器適用于大功率、高電壓場(chǎng)合。上面曾經(jīng)指出，在半橋功率變換電路中工作的功率晶體管，承受的最高電壓比推挽變換電路中工作的晶體管減了1/2，但是，如果輸出功率要求相同的話(huà)，晶體管的工作電流將增大。
全橋功率變換電路則是一種既能保持半橋電路功率開(kāi)關(guān)器件承壓低，又有推挽電路電流載流小特點(diǎn)的大功率變換電路。