六种基本DC/DC变换器拓扑，依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic变换器
半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。
半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决。半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。
正激变换器
绕组复位正激变换器
LCD复位正激变换器
RCD复位正激变换器
有源钳位正激变换器
双管正激
吸收双正激
有源钳位双正激
原边钳位双正激
软开关双正激
推挽变换器
无损吸收推挽变换器
推挽变换器:推挽变换器是双端变换器.其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来,基本推挽变换器好处是驱动不需隔离,变压器双端磁化,只要两个开关管.但是,变压器绕组利用率低,开关管电压应力为输入两倍,所以一般只适合低压输入的场合.而且有个问题就是会出现偏磁,所以要采用电流型控制等方法来避免.
如果将两个双管正激同样耦合,可以构成四开关管的推挽变换器,也就是所谓的双双管正激.其管子电压应力下降为输入电压.其他等同.
推挽正激是最近出现的一种新拓扑,通过一个电容来解决变换器漏感尖峰,偏磁等问题.在VRM中有应用.
半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑.
半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决.
半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制.
全桥变换器
全桥变换器在大功率场合是最常用了,特别是移项ZVS和ZVZCS 接下去,会收集一些三电平变换器贴出来,在以后就给出boost族的隔离变换器....反激变换器.....正反激变换器......APFC.....PPFC.... 单级PFC.....谐振变换器等.....
三电平变换器(three level converter)
选了看起来比较舒服的两个拓扑,这些三电平是半桥演化而来,同样可以演化出多电平变换器,合适高压输入场合.而且可以通过全桥的移相控制方式实现软开关.
多路输出DC-DC主拓扑方案 2004.3 一、简述 多路输出的输出功率大多数以200W、400W、600W、800W，以200W-400W功率段居多；效率70-80%；有PFC；DC-DC主电路以单正激、双正激为主，频率100KHZ-300KHZ，有采用软开关及平面变压器的；后级调节以同步开关后级调节技术和磁放后级调节技术为主；有均流和保护，大部分模块有监控。 1、POWER-ONE公司 高电流密度4路输出CPA系列(Compact PCI 电源全球最新的PCI通信标准接口) 特点：高电流密度、标准封装47Pin、PFC、3U功率250W、6U功率500W、有源均流、远端补偿、监控LED显示及保护。相当于我司CPCI、DPCI。
该系列主拓扑为谐振多通道正激变换器技术专利(multi-channel forward converter utilizing transitional resonant switching techniques)和上升下降沿PWM。 4路输出MPU200/MDU200系列
在去年7、8月份， Power-One推出功率达200W的四路输出AC/DC电源 MPU200-4530。其中两路大电流输出为5V时可达30A，3.3V时可达15A，并具有远程传感及单路电流共享功能。另外两路完全独立的输出为12V、8A及12V、4A，电压的正、负极性可设定。MPU200-4530可提供Metric或SAE安装。批量达100片时，该器件单价为211美元(供参考)。 特点：有PFC，1U封装1－4路和直流输入，均流，SENSE等。 单路输出宽范围编程ESP系列 特点：EMI防护平面变压器，双正激，磁放稳压，电流整形BOOST，输出宽范围编程 2、TYCO公司主拓扑
六种基本DC/DC变换器拓扑，依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic变换器 半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。 半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决。半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。 正激变换器 绕组复位正激变换器 LCD复位正激变换器 RCD复位正激变换器 有源钳位正激变换器 双管正激 吸收双正激 有源钳位双正激
原边钳位双正激 软开关双正激 推挽变换器 无损吸收推挽变换器 推挽变换器:推挽变换器是双端变换器.其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来,基本推挽变换器好处是驱动不需隔离,变压器双端磁化,只要两个开关管.但是,变压器绕组利用率低,开关管电压应力为输入两倍,所以一般只适合低压输入的场合.而且有个问题就是会出现偏磁,所以要采用电流型控制等方法来避免. 如果将两个双管正激同样耦合,可以构成四开关管的推挽变换器,也就是所谓的双双管正激.其管子电压应力下降为输入电压.其他等同. 推挽正激是最近出现的一种新拓扑,通过一个电容来解决变换器漏感尖峰,偏磁等问题.在VRM中有应用. 半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑. 半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决. 半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制. 全桥变换器 全桥变换器在大功率场合是最常用了,特别是移项ZVS和ZVZCS 接下去,会收集一些三电平变换器贴出来,在以后就给出boost族的隔离变换器....反激变换器.....正反激变换器......APFC.....PPFC.... 单级PFC.....谐振变换器等.....
DCDC变换器设计总结 DC-DC变换器是一种将直流电压转换为不同直流电压的电力电子装置。它具有高效率、小体积、可靠性好等优点，在现代电子产品中得到了广泛 应用。本文主要总结了DC-DC变换器的设计过程，并对其中的几个关键要 素进行了详细介绍。 首先，DC-DC变换器的设计过程可以分为以下几个步骤：1）确定输 入和输出电压要求；2）选择合适的拓扑结构；3）计算元器件的参数；4）进行开关器件和传感器的选取；5）进行稳定性和效率的分析；6）进行仿 真验证；7）进行电路板设计和布局；8）制造和测试。在整个设计过程中，需要充分考虑电路的稳定性、效率、线性度和响应速度等方面的要求。 在选择拓扑结构时，可以根据输入输出电压比例和负载特性来选择。 常见的拓扑结构有降压、升压、降升压、反升压和反降压等。每种拓扑结 构具有不同的工作原理和适用范围。例如，降压拓扑结构适用于输入电压 更高、输出电压更低的情况，而升压拓扑结构则适用于输入电压更低、输 出电压更高的情况。 元器件的选择和参数计算是设计过程中的关键环节。主要的元器件包 括开关器件、电感和电容。开关器件的选择主要考虑其导通和断开的速度、导通和断开时的损耗和热耗散等因素。电感和电容的选择主要考虑其电流 和电压的承受能力、损耗和尺寸等因素。对于开关频率较高的应用，还需 要考虑元器件的电磁兼容性和热耗散问题。 稳定性和效率的分析是设计过程中需要重点考虑的问题。稳定性主要 指的是系统的输出电压和电流在负载变化或输入电压扰动下的稳定性。效 率是指输入和输出之间的能量转换效率。在进行稳定性和效率分析时，需
要考虑电路的反馈控制系统、输出滤波电感和电容的设计以及输入电压和 负载的变化。通过合理选择元器件和参数，可以提高DC-DC变换器的稳定 性和效率。 最后，进行仿真验证、电路板设计和制造测试是将设计转化为实际产 品的最后几个步骤。通过仿真验证，可以验证和优化设计方案，减少实际 制造过程中的错误和成本。电路板设计和布局需要考虑信号传输的可靠性 和防止电磁干扰。制造和测试阶段对产品性能进行验证和调试，确保产品 的质量和可靠性。 综上所述，DC-DC变换器的设计过程需要综合考虑输入输出电压要求、选择适合的拓扑结构、计算元器件参数、进行稳定性和效率的分析、进行 仿真验证、进行电路板设计和制造测试等多个因素。只有在全面考虑这些 因素的基础上，才能设计出性能稳定、效率高的DC-DC变换器产品。
升降压DC-DC拓扑 1. 概述 升降压DC-DC拓扑是一种电力转换器拓扑结构，用于将输入电压进行升压或降压转换，以适应不同电路或设备的电源需求。该拓扑结构具有高效、可靠、稳定的特点，被广泛应用于各种电子设备和电路中。 2. DC-DC拓扑结构 升降压DC-DC拓扑主要有以下几种结构： 2.1 升压拓扑 升压拓扑将输入电压提升到更高的输出电压。常见的升压拓扑有Boost拓扑、Flyback拓扑和SEPIC拓扑等。 2.1.1 Boost拓扑 Boost拓扑是一种基本的升压拓扑结构。它由一个开关管、一个电感和一个输出电 容组成。工作原理是通过周期性地开关开关管，将电感储存的能量传递给输出电容，从而提升输出电压。 2.1.2 Flyback拓扑 Flyback拓扑也是一种常见的升压拓扑结构。它由一个开关管、一个电感和一个输 出电容组成。与Boost拓扑不同的是，Flyback拓扑通过储存能量在电感中，然后 在开关断开时将能量传递给输出电容，从而提升输出电压。 2.1.3 SEPIC拓扑 SEPIC拓扑是一种特殊的升压拓扑结构，适用于输入电压范围波动较大的应用场景。它由两个电感、两个开关管和一个输出电容组成。SEPIC拓扑可以实现输入电压的 升压和降压转换。 2.2 降压拓扑 降压拓扑将输入电压降低到更低的输出电压。常见的降压拓扑有Buck拓扑和 Buck-Boost拓扑等。 2.2.1 Buck拓扑 Buck拓扑是一种基本的降压拓扑结构。它由一个开关管、一个电感和一个输出电 容组成。工作原理是通过周期性地开关开关管，将输入电压分段传递给输出电容，从而降低输出电压。
2.2.2 Buck-Boost拓扑 Buck-Boost拓扑是一种特殊的降压拓扑结构，适用于输入输出电压都可变的应用 场景。它由一个开关管、两个电感和一个输出电容组成。Buck-Boost拓扑可以实 现输入电压的降压和升压转换。 3. DC-DC拓扑的工作原理 DC-DC拓扑的工作原理可以简单描述为： 1.输入电压通过开关管控制，分别传递给电感或输出电容。 2.通过储存和释放能量的方式，将输入电压转换为输出电压。 3.控制开关管的开关周期和占空比，以达到稳定的输出电压。 具体的工作原理根据不同的拓扑结构有所差异，但都遵循上述基本原理。 4. DC-DC拓扑的应用 升降压DC-DC拓扑广泛应用于各种电子设备和电路中，例如： •电源转换器：将输入电压转换为设备所需的稳定输出电压。 •电动汽车充电器：将交流电转换为直流电供电给电动汽车。 •太阳能逆变器：将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电供电给家庭或工业设备。 •通信设备：为无线基站、通信终端等提供稳定的电源。 5. DC-DC拓扑的优势和挑战 5.1 优势 •高效性：DC-DC拓扑具有高转换效率，能够最大限度地减少能量损耗。 •稳定性：DC-DC拓扑能够稳定输出所需的电压，适应不同负载条件。 •可靠性：DC-DC拓扑结构简单，故障率低，具有较高的可靠性。 •灵活性：DC-DC拓扑可根据实际需求进行设计和调整，适用于不同应用场景。 5.2 挑战 •成本：DC-DC拓扑的设计和制造成本较高，特别是对于高功率和高频率的应用。 •电磁干扰：DC-DC拓扑在切换过程中会产生电磁干扰，可能对周围的电子设备造成干扰。 •温升：DC-DC拓扑在工作过程中会产生一定的热量，需要进行散热设计以确保稳定工作。
DCDC变换器的设计方案 DC-DC变换器是一种电源转换器，用于将一种直流电源转换为另一种 直流电源，常用于电子设备中的电源供应。在设计DC-DC变换器时，需要 考虑诸如输出电压、输入电压范围、效率等因素。 以下是一种设计DC-DC变换器的方案，包括原理、电路拓扑、元件选 择和性能参数等方面的内容。 1.原理概述 DC-DC变换器基于电磁感应原理工作，通过将输入的直流电压经过变 换器的处理，得到所需的输出电压。常见的DC-DC变换器拓扑结构有升压、降压、升压降压等。在本方案中，我们选择升压降压拓扑结构，以满足不 同输入电压范围需求。 2.电路拓扑选择 在升压降压拓扑结构中，常用的电路拓扑有Buck-Boost、Sepic等。 在本方案中，我们选择了“Buck-Boost”拓扑结构，它具有输入输出隔离、输出电压变换范围广等优点。 3.元件选择 在设计DC-DC变换器时，元件的选择非常重要，关系到变换器的性能 和效率。主要的元件包括电感、二极管、开关管、电容等。 -电感：选择合适的电感值是保证电流稳定、减小开关干扰的关键。 根据输入输出电压范围和设计的功率要求，选择合适的电感参数。 -二极管：选择低丢失的快速恢复二极管，以提高效率和响应速度。
-开关管：选择合适的开关管，可以是晶体管或场效应管。根据输入 输出电压、开关频率和最大电流等要求，选择合适的开关管。 -电容：选择合适的电容可以减小输出纹波，并提供稳定的输出电压。 4.控制电路设计 控制电路主要是用来控制开关管的导通和截止，以达到输出电压稳定 的目的。常见的控制方式有脉宽调制（PWM）和频率调制（FM）。在本方 案中，我们选择了基于PWM的控制方式，因为它简单可靠、成本低。 5.性能参数 在设计DC-DC变换器时，需要考虑诸如效率、纹波、过载保护等性能 要求。 -效率：高效率是设计的一个重要目标，它可以减少功耗和热量的产生。选择合适的元件以及优化控制电路可以提高变换器的效率。 -纹波：输出电压的纹波指的是输出电压在稳定情况下的波动程度。 通过合适的滤波电路和元件选择，可以降低输出电压的纹波。 -过载保护：为了保护电子设备和变换器本身，需要在设计中考虑过 载保护功能。可以采用过载保护电路，当输出电流超过设定值时，及时切 断开关管以防止损坏。 以上是一种设计DC-DC变换器的简要方案，通过合适的元件选择、拓 扑结构和控制电路设计，可以满足不同应用场景下的需求。但是需要注意 的是，实际设计过程中还需要考虑更多的因素，如成本、体积等。因此， 设计者需要综合考虑各个方面的因素，做出最优的设计决策。
DC／DC电源变换器的拓扑类型 0 引言 本文的第一部分为“DC／DC电源变换器拓扑的分类”，第二部分是在参考美国TI公司资料的基础上撰写而成的，新增加了各种DC／DC电源变换器的主要特点及PWM控制器的典型产品，另外还按照目标对电路结构、波形参数和汁算公式中的物理量作了统一。本文的特点足以表格形式归纳了常见DC／DC电源变换器的拓扑结构．这对电源专业的广大技术人员是一份不可多得的技术资料。 1 DC／DC电源变换器拓扑结构的分类 DC／DC电源变换器的拓扑类型主要有以下13种： （1）Buck Converter降压式变换器； （2）Boost Conyerter升压式变换器； （3）Buck—Boost Converter降压/升压式变换器，含极性反转（Inverting）式变换器； （4）Cuk Converter升压，升压串联式变换器； （5）SEPIC（Single EndcdPdimary Inductor Converter）单端一次侧电感式变换器； （6）F1yback Converter反激式（亦称回扫式）变换器； （7）Forward Converter正激式变换器： （8）Double Switches Forward Converter双开关正激式变换器； （9）Active Clamp Forward Converter有源箝位 （0）Half Bridge Converter半桥式变换器； （11）Full Bridge Converter全桥式变换器； （12）Push pull Convener推挽式变换器： （13）Phase Shift Switching ZVT（Phase Shift Switching Zero Voltage Transition）移相式零电压开关变换器。 2 常见DC／DC电源变换器的拓扑类型 常见DC/DC电源变换器的拓扑类型见表1～表3所列。表中给出不同的电路结构，同时也给出相应的电压及电流波形（设相关的电感电流为连续工作方式）。PWM表示脉宽调制波形，U1为直流输入电压，UDS为功率丌关管S1（MOSFFT）的漏一源极电压。ID1为S1的漏极电流。IF1为D1的工作电流，U0为输出电压，IL 为负载电流。T为周期，t为UO呈高电平（或低电平）的时问及开关导通时间，D为占空比，有关系式：D=t/T。C1、C2均为输入端滤波电容，CO为输出端滤波电容，L1、L2为电感。
熟悉各种常见电源拓扑结构 在现代科技发展的背景下，电力供应已成为人们生活中不可或缺的一部分。电源拓扑结构是指电力系统中将电能转换为普遍可用的形式的方式和方法。了解各种常见的电源拓扑结构对于电力系统的设计和使用至关重要。 1. 直流直流 (DC-DC) 转换器 DC-DC转换器的主要功能是将直流电源转换为所需的直流电压。常见的DC-DC转换器结构包括降压型、升压型和升降压型。降压型DC-DC转换器降低输入电压以获得所需输出电压，升压型DC-DC转换器提高输入电压以获得所需的输出电压，而升降压型DC-DC转换器则能够将输入电压转换为高于或低于输入电压的输出电压。 2. 交流直流 (AC-DC) 变换器 AC-DC变换器将交流电源转换为直流电源。这种转换器是电力系统中常见的部分，因为大多数电子设备需要直流电源才能正常工作。最常见的AC-DC变换器是整流器，它将交流电压转换为直流电压。整流器主要包括单相整流器和三相整流器。单相整流器适用于家庭和商业领域，而三相整流器常用于工业领域。 3. 直流交流 (DC-AC) 变换器 DC-AC变换器用于将直流电源转换为交流电源。这种转换器在许多应用中都非常重要，例如太阳能系统和逆变器。太阳能系统中的DC-AC变换器将太阳能电池板产生的直流电能转换为交流电能，以供给电网。逆变器则将电池或汽车电源等直流电源转换为可供家庭电器使用的交流电源。 4. 交流交流 (AC-AC) 变换器
AC-AC变换器是将交流电源从一种形式转换为另一种形式的设备。这种转换器在电力系统中发挥着重要作用，例如变压器。变压器可以提高或降低交流电压的大小，并且广泛应用于电力传输、家庭电器和工业设备等领域。 5. 隔离和非隔离拓扑结构 电源拓扑结构可以分为隔离和非隔离两种结构。隔离结构能够提供电气隔离，使输出与输入之间保持安全隔离。而非隔离结构没有电气隔离，在一些特定应用中可能会造成安全问题。所以，在设计电源系统时，必须仔细考虑安全需求和隔离要求。 总结起来，熟悉各种常见的电源拓扑结构对于电力系统的设计、应用和维护至关重要。了解电源转换器、整流器和变压器等设备的工作原理，以及它们在实际应用中的作用，可以帮助我们更好地理解电力系统的运作。此外，考虑安全和隔离需求也是设计电源系统时需要重点考虑的因素之一。在日常生活中，我们可以看到电源拓扑结构在各种电子设备、工业设备和电力传输中的广泛应用。
双向dcdc拓扑结构 （最新版） 目录 1.双向 dcdc 拓扑结构的概述 2.双向 dcdc 拓扑结构的工作原理 3.双向 dcdc 拓扑结构的应用场景 4.双向 dcdc 拓扑结构的优缺点 5.双向 dcdc 拓扑结构的发展前景 正文 一、双向 dcdc 拓扑结构的概述 双向 dcdc 拓扑结构，全称为双馈直流 - 直流变换器拓扑结构，是一种在电力电子领域广泛应用的变换器拓扑结构。该结构主要由两个直流- 直流变换器组成，通过双向电力电子开关实现两个变换器之间的双向能量流动。 二、双向 dcdc 拓扑结构的工作原理 双向 dcdc 拓扑结构主要由两个直流 - 直流变换器组成，分别为正向变换器和反向变换器。正向变换器将输入电压转换为正向输出电压，反向变换器将输入电压转换为反向输出电压。通过控制两个变换器的开关，可以实现能量的双向流动。 三、双向 dcdc 拓扑结构的应用场景 双向 dcdc 拓扑结构在电力电子领域具有广泛的应用，如分布式发电系统、储能系统、电动汽车充电系统等。在这些应用中，双向 dcdc 拓扑结构可以实现直流电压的双向调节和能量管理，提高系统的整体效率和稳定性。
四、双向 dcdc 拓扑结构的优缺点 双向 dcdc 拓扑结构具有以下优点： 1.能实现直流电压的双向调节，满足不同应用场景的需求； 2.系统效率高，损耗小； 3.结构简单，易于实现和控制。 然而，双向 dcdc 拓扑结构也存在一些缺点： 1.系统存在两个变换器，成本相对较高； 2.控制策略较为复杂，需要考虑两个变换器之间的协同控制。 五、双向 dcdc 拓扑结构的发展前景 随着电力电子技术的不断发展，双向 dcdc 拓扑结构在分布式发电、储能系统等领域的应用将越来越广泛。
六种基本DCDC变换器拓扑结构总结DC-DC变换器是一种将一种直流电压转换为另一种直流电压的电子设备。根据其拓扑结构，可以将DC-DC变换器分为六种基本拓扑结构。下面将对这六种拓扑结构进行总结。 1. 升压型拓扑结构（Boost Converter）： 升压型拓扑结构是将输入电压提升到更高电压的一种拓扑结构。其基本结构由一个电感、一个开关管、一个二极管和一个输出滤波电容组成。工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过二极管和输出滤波电容供给负载。 2. Buck拓扑结构（降压型拓扑结构）： Buck拓扑结构是将输入电压降低到更低电压的一种拓扑结构。其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。 3. Buck-Boost拓扑结构（降升压型拓扑结构）： Buck-Boost拓扑结构可以实现输入电压的增益和降低。其基本结构由一个电感、一个开关管和一个输出滤波电容组成。工作原理为当开关管打开时，电感储存能量；当开关管关闭时，电感释放储存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。该拓扑结构可以实现输入电压大于、等于或小于输出电压的转换。 4. 反激型拓扑结构（Flyback Converter）：
反激型拓扑结构是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。 其基本结构由一个变压器、一个开关管和一个输出滤波电容组成。工作原 理为开关管导通时，电能储存在变压器中；开关管关闭时，变压器释放储 存的能量，将电流经过输出滤波电容供给负载。 5. 单边反激型拓扑结构（Half-Bridge Converter）： 单边反激型拓扑结构也是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑 结构。其基本结构由两个开关管、一对二极管和一个输出滤波电容组成。 工作原理为开关管交替导通和关闭，将输入直流电压分别连接到变压器的 两个输入端，以实现电压的转换。 6. 全桥型拓扑结构（Full-Bridge Converter）： 全桥型拓扑结构也是一种将输入电压转换为输出电压的一种拓扑结构。其基本结构由四个开关管、四个二极管和一个输出滤波电容组成。工作原 理为开关管交替导通和关闭，将输入直流电压通过变压器的正负输出端， 以实现电压的转换。 以上是六种基本DC-DC变换器的拓扑结构总结。这些拓扑结构在不同 的应用领域具有各自的特点和优势，可以根据实际需求选择适合的拓扑结 构来实现电压的转换和稳定输出。
SEPIC 结构 简介 SEPIC 结构是一种常见的 DC-DC 变换器拓扑结构，用于将直流电压转换为不同的 电压级别。SEPIC 是 Single Ended Primary Inductor Converter 的缩写，也被 称为 Buck-Boost 拓扑。它能够实现输入电压的升降转换，具有高效率、宽输入电压范围和较低的输出波纹等特点，被广泛应用于各种电子设备和电源系统中。 结构原理 SEPIC 结构由一个电感、两个开关管、一个电容和一个输出滤波电感组成。它采用了一个电感分流器，将输入电压分成两个分支，一个与电容串联，一个与电感并联。其中一个开关管控制电感与输入电压的连接，另一个开关管控制电感与输出电压的连接。通过控制两个开关管的开关状态，可以实现输入电压的升降转换。 SEPIC 结构的工作原理如下： 1.当开关管 1 关闭时，电感和输入电压串联，电感储存能量，电容电压上升。 2.当开关管 2 关闭时，电感和输出电压串联，电感释放能量，电容电压下降。 3.当开关管 1 和开关管 2 同时关闭时，电感和输出电压串联，电感继续释放 能量，电容电压继续下降。 4.当开关管 1 和开关管 2 同时打开时，电感和输入电压并联，电感吸收能量， 电容电压上升。 通过不断循环上述过程，SEPIC 结构可以实现输入电压的升降转换，输出电压可以高于或低于输入电压。 优点 SEPIC 结构相比其他 DC-DC 变换器拓扑结构具有以下优点： 1.宽输入电压范围：SEPIC 结构能够适应较宽范围的输入电压，可以在不同的 电压级别下工作。 2.高效率：SEPIC 结构的转换效率较高，能够有效地将输入电压转换为输出电 压。 3.较低的输出波纹：SEPIC 结构通过电容和输出滤波电感的组合，可以降低输 出电压的波纹，提高输出电压的稳定性。 4.简单可靠：SEPIC 结构的元件较少，结构简单，可以减少故障点，提高系统 的可靠性。
摘要：首先阐述了三电平DC/DC变换器拓扑的推导过程，给出了6种非隔离三电平DC/DC变换器和5种隔离三电平DC/DC变换器拓扑结构；分析了三电平DC/DC变换器中， 如何设计滤波电路的参数以提高其动态品质；最后以Buck三电平变换器和Buck Boost 三电平变换器为例，分析了滑模控制在三电平DC/DC变换器中的应用前景。 关键词：三电平；DC/DC变换器；滑模控制 1 引言 J.Renes Pinheiro于1992年提出了零电压开关三电平DC/DC变换器[1]，该变换器的开关应力为输入直流电压的1/2，非常适合于输入电压高、输出功率大的应用场合。因此，三电平DC/DC变换器引起了广泛关注，得到了长足发展。目前，三电平技术在已有的DC/DC 变换器中，均得到了很好的应用。部分三电平DC/DC变换器在降低开关应力的同时，还大大减小了滤波器的体积，提高了变换器的动态特性。三电平技术的应用，充分体现了“采用有源控制的方式减小无源元件体积”的学术思想。 2 三电平DC/DC变换器拓扑的推导与发展 2.1 三电平两种开关单元 文献[2]分析了三电平DC/DC变换器的推导过程：用2只开关管串联代替1只开关管以降低电压应力，并引入1只箝位二极管和箝位电压源(它被均分为两个相等的电压源)确保2只开关管电压应力均衡。电路中开关管的位置不同，其箝位电压源与箝位二极管的接法也不同。文中提取出2个三电平开关单元如图1所示。图1(a)中，箝位二极管的阳极与箝位电压源的中点相连，称之为阳极单元；图1(b)中，箝位二极管的阴极与箝位电压源的中点相连，称之为阴极单元。 2.2 六种非隔离三电平DC/DC变换器 三电平DC/DC变换器的推导过程可以总结为以下三个步骤：一是将基本变换器的开关管替换为相互串联的2只开关管；二是寻找或构成箝位电压源；三是从箝位电压源的中点引入1只箝位二极管到相互串联的2只开关管的中点，箝位二极管的放置与2只开关管与箝位电压源联接的地方有关。 为了确保2只开关管的电压应力相等，三电平DC/DC变换器一般由图1所示的两种开关单元共同组成。文献[2]所分析的半桥式三电平DC/DC变换器的推导思路，可以推广到所有的直流变换器中，由此提出了一族三电平DC/DC变换器拓扑，包括Buck，Boost， Buck Boost，Cuk，Sepic，Zeta等6种非隔离的三电平DC/DC变换器，但是这6种非隔离的三电平DC/DC变换器的输入与输出是不共地的，这个缺点限制了它们的使用范围。 (a) 三电平阳极单元(b) 三电平阴极单元 图1 两种三电平开关单元
DC/DC电源芯片内部的单元模块结构图及工 作原理 DC/DC电源指直流转换为直流的电源，从这个定义上看，LDO（低压差线性稳压器）芯片也应该属于DC/DC电源，但一般只将直流变换到直流，且这种转换是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。 一、工作原理 要理解DC/DC的工作原理，首先得了解一个定律和开关电源的三种基本拓扑（不要以为开关电源的基本拓扑很难，你继续往下看）。 1、电感电压伏秒平衡定律 一个功率变换器，当输入、负载和控制均为固定值时的工作状态，在开关电源中，被称为稳态。稳态下，功率变换器中的电感满足电感电压伏秒平衡定律：对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器，有源开关导通时加在滤波电感上的正向伏秒一定等于有源开关截止时加在该电感上的反向伏秒。 是不是觉得有点难理解，接着往下看其公式推导过程。 伏秒平衡方程推算过程： 电感的基本方程为：V（t）=L*dI（t）/dt，即电感两端的电压等于电感感值乘以通过电感的电流随时间的变化率。 根据上述方程，可得dI（t）=1/L∫V（t）dt，对于稳态的一个功率变换器，其应保证在一个周期内电感中的能量充放相等，反映在V-t图中即表示在一个周期内其面积之和为0，所以得出电感电压伏秒平衡定律。此处可参考：DC/DC电源详解第8页（如果此处还无法理解，可先阅读下面开关电源三种基本拓扑的工作原理）。 扩展资料： 1、当一个电感突然加上一个电压时，其中的电流逐渐增加，并且电感量越大，其电流增加越慢； 2、当一个电感上的电流突然中断，会在电感两端产生一个瞬间高压，并且电感量越大该电压越高； 3、电容的基本方程为：I（t）=dV（t）/（C*dt），当一电流流经电容时，电容两端电压逐渐增加，并且电容量越大电压增加越慢； 2、开关电源三种基本拓扑 2.1、BUCK降压型
引言 开关电源被誉为高效节能电源。它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。 开关电源的基本结构通常由DC/DC功率转换主电路和控制电路两大部分所组成。其中DC/DC主电路进行功率转换，它是开关电源的核心部分，对电源设备的电性能、效率、温升、可靠性、体积和重量等指标有决定性的作用。 主电路中开关转换器的拓扑结构，是指能用于转换、控制和调节输入电压的功率开关元件和储能元件的不同配置。开关转换器拓扑结构可分为两种基本类型：非隔离式和隔离式。这两种类型中又各自包含有不同的电路拓扑种类。 2 非隔离开关转换器 对于小功率DC/DC转换器(例如100W以下)，实际上用开关晶体管、开关二极管、电感、电容各一个，就可以组成一台非隔离式DC/DC转换器，是各种DC/DC转换器中最简单的拓扑。其主电路的核心是三端PWM开关，它表示DC/DC转换器PWM开关组合。开关晶体管、开关二极管和电感元件的不同组合，可以构成降压(Buck)、升压(Boost)、降压-升压型(Buck-Boost)和升压-降压型(Boost -Buck)型4种DC/DC转换器的拓扑结构。 2.1降压型拓扑结构 降压型DC/DC转换器将输入电压变换成0≤U0≤Ui 的稳定输出电压，所以又称降压开关电源。图1为降压型DC/DC转换器的典型电路。Ui 为输入电源，通常为电池或电池组。S是主开关管，二极管D是辅助开关管，也称为整流管，一般使用具有较低正向导通电压的肖特基二极管。S是由来自控制电路的脉冲信号控制开关。RL表示负载电阻。 图1 降压型DC/DC转换器电路
在一个开关周期中，首先，在控制电路作用下S导通，二极管因受反向偏压而截止，电流由电池流经S、电感L到电容C和负载。电感电流持续上升，电感储能在增加，能量由电池传送到电感并存储在电感中；第二阶段，控制电路使S截止，切断电池和电感元件的连接，于是电感产生感生电动势使电流维持原来的流向，二极管D导通，为电感电流构成通路，电流由电感L流向电容C和负载，电感电流随着时间而下降，能量由电感流向负载。 经电感L、电容C滤波，在负载RL上可得到脉动很小的直流电压Uo。为推导降压型DC/DC转换器的输出电压与输入电压间的关系，在主开关管S导通、二极管D截止时，忽略S管的正向导通压降；整流管导通、主开关管关断时，忽略二极管的压降；忽略电感、电容的寄生电阻。因为只有在开关管导通期间，储能电感L的电流增加量和开关管截止期间储能电感L中的电流减少量相等时，电路才达到平衡状态，即在稳态时，电感充放电伏秒积相等，因此： D为占空比。改变D，输出电压Uo的平均值也就随之改变。因此，当负载及电网电压变化时，可以通过闭合的反馈控制回路自动地调整占空比D来使输出电压Uo维持不变。 2.3降压-升压型拓扑结构 这个电路的开关管和负载构成并联。在S导通时，电流通过L平波，电源对L充电。当S断时，L向负载及电源放电，输出电压将是输入电压Ui加上UL，因而有升压作用。 图3是降压-升压型开关电源的典型电路。Ui 为输入电源，S是主开关管，D是整流管。S在控制信号作用下在导通、截止状态间转换。该电路的工作可简单分析如下：第一阶段，S导通，D截止，忽略开关管的正向导通压降，此时，电感电流线性上升，能量从输入电源转换成磁场能存储在电感L中，此时负载得到的能量来自电容C；第二阶段，D导通，S截止，电感电流开始线性下降，能量由电感元件流向电容和负载。经电容C滤波，在负载RL 上可得到脉动很小的直流电压Uo ，计算其平均值，推出降压-升压型DC/DC转换器的输出电压与输入电压间的关系式： 式（3）中，若改变占空比D，则输出电压既可低于电源电压，也可能高于电源电压
DC-DC电源拓扑及其工作模式讲解 一、DC-DC电源基本拓扑分类： 开关电源的三种基本拓扑结构有Buck、Boost、Buck-boost（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。 基本拓扑图如下： 1.Buck 2.Boost 3.Buck-Boost 二、DC-DC复杂拓扑结构 1.反激隔离电源（FlyBack）
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）。 2.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 3.Cuk、Sepic、Zeta拓扑 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。 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。 4.四开关Buck-Boost拓扑 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
5.反激、正激、推挽拓扑的演进 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）。 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。 总结：所有的拓扑都可以通过基本拓扑进行组合、演进而来。全景图如下：
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
双向DC-DC变换器拓扑结构综述 陈亚爱;梁新宇;周京华 【摘要】基于国内外对双向DC-DC变换器的研究成果,简述了各种拓扑结构的基本组成,系统地分析了它们的工作原理,总结了优缺点和异同点,进而对双向DC-DC 变换器拓扑结构的分类方法重新进行了界定,为展开奠定了根基.然后指出了现有拓扑结构适用场合和存在的问题,并在此基础上为研究新型拓扑结构提出了建议,同时也为工程应用提供参考.%Based on domestic and foreign research achievements on the bidirectional DC-DC converter,this paperdescribes briefly basic composition of various topological structures,analyzes their working principlessystematically,and summarizes their advantages and disadvantages as well as similarities and differences.Then,itredefines classification methods for topological structures of the bidirectional DC-DC converter,thus laying afoundation for further development.Furthermore,it points out suitable applications and existing problems of existing topological structures,and makes suggestions for further study on new topological structures,thus providingreference for engineering application.【期刊名称】《电气自动化》 【年(卷),期】2017(039)006 【总页数】6页(P1-6) 【关键词】工作原理;双向DC-DC变换器;拓扑结构;分类;异同点 【作者】陈亚爱;梁新宇;周京华