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buck拓扑结构工作原理Buck拓扑结构工作原理1. 引言Buck拓扑结构是一种常见的DC-DC（直流-直流）转换器拓扑结构，被广泛应用于电源管理系统中。
其工作原理基于能量的存储和转移，通过控制开关管的开关状态来调整输出电压。
2. Buck拓扑结构概述Buck拓扑结构由输入电源、开关管（开关元件）、电感、电容和负载组成。
其基本原理是在一定的开关频率下，通过调节开关管的导通和截止时间来控制输出电压的稳定性。
3. 工作原理详解当开关管导通时，输入电源的电流通过电感流向负载和电容。
此时，电容储存一部分能量，电感储存另一部分能量，并向负载提供电能。
当开关管截止时，电流路径被切断，电感的磁场会导致电流继续流向负载，从而保持输出电压的稳定性。
4. 工作原理的数学描述当开关管导通时，输入电压通过电感和电容储存能量，此时电感电流增加。
根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，可以得到以下公式描述开关导通时的电压和电流关系。
V_in = L(di/dt) + V_out其中，V_in为输入电压，L为电感的感值，di/dt为电流变化率，V_out为输出电压。
当开关管截止时，电感的磁场储存的能量被释放，此时电感电流减小。
同样可以根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，得到以下公式描述开关截止时的电压和电流关系。
V_out = -L(di/dt)其中，V_out为输出电压，L为电感的感值，di/dt为电流变化率。
通过控制开关管的导通和截止时间，可以调节电感电流的变化率，从而实现对输出电压的精确控制。
5. Buck拓扑结构的优势Buck拓扑结构具有以下优势：- 高效性：通过能量的转移和存储，减小了能量损耗，提高了能量利用效率。
- 稳定性：通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现对输出电压的精确控制，从而保持输出电压的稳定性。
- 简单性：Buck拓扑结构由少量的元件组成，结构简单，容易实现。
6. Buck拓扑结构的应用领域Buck拓扑结构广泛应用于电源管理系统中，如：- 电池充电器- 汽车电子系统- 可穿戴设备- 通信设备7. 结论Buck拓扑结构是一种常见的DC-DC转换器拓扑结构，通过能量的存储和转移来实现对输出电压的精确控制。
开关电源拓扑六种基本DC/DC变换器拓扑:1、Buck2、Boost3、Buck-Boost4、CUK5、Zeta6、Sepic基本拓扑是Buck，Boost，其他是演变。
Buck为降压变换器，常用的拓扑基本上是Buck的：正激，半桥，全桥，推挽等等。
Boost变换器为Buck的对偶拓扑，是升压变换器，常用于小功率板载电源，大功率PFC电路上，对于隔离的Boost变换器也有推挽，双电感，全桥等电路。
Buck-Boost是反激变换器的原型，属于升降压变换器。
后面三种电路不是很常用，都是升降压变换器。
一、 反激1、单端反激2、双端反激二、 正激1、绕组复位正激2、R CD复位正激3、L CD复位正激4、有源钳位正激● Flyback钳位● Boost钳位5、双管正激6、无损吸收双正激7、有源钳位双正激8、原边钳位双正激9、软开关双正激三、 推挽1、推挽2、无损吸收推挽3、推挽正激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。
推挽正激是通过一个电容来解决变换器漏感尖峰，偏磁等问题四、 半桥1、半桥2、不对称半桥3、谐振半桥4、移相半桥五、 全桥1、全桥2、全桥LLC3、移相全桥全桥变换器在大功率场合是最常用了，特别是移项ZVS和ZVZCS 六、 三电平变换器（three level converter）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。
七、 五种隔离三电平DC/DC变换器1、F orward三电平DC/DC变换器2、F lyback三电平DC/DC变换器3、P ush-Pull三电平DC/DC变换器4、半桥三电平DC/DC变换器5、全桥三电平DC/DC变换器八、 B oost隔离变换器1、双电感Boost2、全桥Boost。
电源常用拓扑结构特点及波形基本名词电源常见的拓扑结构■Buck降压■Boost升压■Buck-Boost降压-升压■Flyback反激■Forward正激■Two-Transistor Forward双晶体管正激■Push-Pull推挽■Half Bridge半桥■Full Bridge全桥基本的脉冲宽度调制波形这些拓扑结构都与开关式电路有关。
基本的脉冲宽度调制波形定义如下：1、Buck降压特点■把输入降至一个较低的电压。
■可能是最简单的电路。
■电感/电容滤波器滤平开关后的方波。
■输出总是小于或等于输入。
■输入电流不连续(斩波)。
■输出电流平滑。
2、Boost升压特点■把输入升至一个较高的电压。
■与降压一样，但重新安排了电感、开关和二极管。
■输出总是比大于或等于输入(忽略二极管的正向压降)。
■输入电流平滑。
■输出电流不连续(斩波)。
3、Buck-Boost降压-升压特点■电感、开关和二极管的另一种安排方法。
■结合了降压和升压电路的缺点。
■输入电流不连续(斩波)。
■输出电流也不连续(斩波)。
■输出总是与输入反向(注意电容的极性)，但是幅度可以小于或大于输入。
■“反激”变换器实际是降压-升压电路隔离（变压器耦合）形式。
4、Flyback反激特点■如降压-升压电路一样工作，但是电感有两个绕组，而且同时作为变压器和电感。
■输出可以为正或为负，由线圈和二极管的极性决定。
■输出电压可以大于或小于输入电压，由变压器的匝数比决定。
■这是隔离拓扑结构中最简单的■增加次级绕组和电路可以得到多个输出。
5、Forward正激■降压电路的变压器耦合形式■不连续的输入电流，平滑的■因为采用变压器，输出可以■增加次级绕组和电路可以获■在每个开关周期中必须对变绕组。
■在开关接通阶段存储在初级6、Two-Transistor Fo 特点■两个开关同时工作。
■开关断开时，存储在变压器■主要优点：■每个开关上的电压永远不会■无需对绕组磁道复位。
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.Buck2.Boost3.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。
Power Supply Topologies电源拓扑---A Brief Overview---简述安森美半导体The Most Popular Topologies 最常见的拓扑结构Buck降压Boost升压Buck-Boost降压-升压Flyback反激Forward正激Two-Transistor Forward 双晶体管正激Push-Pull 推挽Half Bridge 半桥Full Bridge 全桥SEPICC’ukThe Basic Pulse-Width Modulated Waveform基本的脉冲宽度调制波形These topologies all relate to switched-mode circuits.这些拓扑结构都与开关式电路有关.Definition of the basic pulse-width modulated waveform is as follows:基本的脉冲宽度调制波形定义如下:T ST ON T OFF D' = 1 - D =T ONT OFF T OFFT OFF T S=Duty Cycle = Duty Ratio = D =T ON T ST ON T ON T OFF =占空比=负荷比=DBuck, Boost and Buck-Boost降压、升压和降压-升压Buck 降压Bucks the input down to a lower voltage.把输入降至一个较低的电压。
Load (R)VinVoutVout =VinD Load (R)VinVout1Vout =VinD 'Boost 升压Boosts the input to a higher voltage.把输入升至一个较高的电压。
Load (R)Vin VoutVout =VinD '- DBuck-Boost 降压-升压A combination of buck and boost.Output is inverted, and its magnitude can be less or greater than the input.降压和升压的组合。
