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开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激)

主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、

储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。

开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关

电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。

开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。

1.非隔离式电路的类型：

非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。

1.1.串联式结构

串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感

器L、负载RL四者成串联连接的关系。

开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及

电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电

动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对

负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。

串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。例如buck拓扑

型开关电源就是属于串联式的开关电源

上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L

是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压

Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行

能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输

出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分

电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载

R提供能量输出；D是整流二极管，主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是

在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路。

在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL由

反电动势eL的正极流出，通过负载R，再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D

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的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。对于图1-2，如果不看控制开关T和输入电压

Ui，它是一个典型的反г型滤波电路，它的作用是把脉动直流电压通过平滑滤波输出其平

均值。

串联式开关电源输出电压uo的平均值Ua为：

1.2.并联式结构

并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件（下图中所示的开关三极管T）与

输出端负载成并联连接的关系。

开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对

电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电；当开关管T关

断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过

续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。

由此可见，并联式结构中，可以获得高于输入电压的输出电压，因此为升压式变换。并

且为了获得连续的负载电流，并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。

例如boots拓扑型的开关电源就是属于并联型式的开关电源。

并联开关电源输出电压Uo