电源设计之拓扑结构

电源设计关键之拓扑结构世界各地有关降低电子系统能耗的各种倡议，正促使单相交流输入电源设计人员采用更先进的电源技术。

为了获得更高的功率级，这些倡议要求效率达到87% 及以上。

由于标准反激式（flyback）和双开关正激式等传统电源拓扑都不支持这些高效率级...要设计一个高效率的电源，就需要电源工程师牢牢掌握电源拓扑结构的扎实基本功。

基于此，为了使广大工程师对电源拓扑结构能有一个比较清晰的认识，电子发烧友网推出《电源设计关键之拓扑结构》系列文章，以飨读者。

敬请留意后续章节。

一、开关电源拓扑结构概述主回路—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。

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。

电源基本拓扑电源基本拓扑是指电力系统中电源、负载和中间转换装置之间的基本结构。

它是电力系统设计、运行和控制的基础，对于电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

根据不同的电源类型和转换装置，电源基本拓扑可以分为以下几类：1.直接供电拓扑：在这种拓扑中，电源直接为负载提供电力，无需中间转换装置。

这种拓扑结构简单，易于实现，但适用于电源电压和负载电压相匹配的情况。

2.升降压变换器拓扑：在这种拓扑中，电源通过升降压变换器为负载提供电力。

这种拓扑可以实现电源电压与负载电压的分离，提高系统的工作效率。

3.变换器串联拓扑：这种拓扑由多个变换器串联组成，每个变换器负责一部分负载。

通过变换器的串联，可以实现电源电压与负载电压的灵活匹配，提高系统的电压调节能力。

4.变换器并联拓扑：这种拓扑由多个变换器并联组成，每个变换器负责一部分负载。

并联拓扑可以提高系统的输出功率和可靠性，但需要解决负载分配不均的问题。

5.逆变器拓扑：在这种拓扑中，电源通过逆变器将直流电转换为交流电，为负载提供电力。

逆变器拓扑广泛应用于可再生能源发电系统，如太阳能、风能等。

电源基本拓扑在电力系统中的应用十分广泛，包括家用电器、工业设备、通信系统、电动汽车等领域。

随着电力电子技术的发展，电源基本拓扑不断优化和创新，呈现出以下发展趋势：1.高效率：提高电源转换效率，降低能源损耗，是电源基本拓扑发展的重要方向。

2.高可靠性：在电源基本拓扑中引入冗余设计、故障诊断等技术，提高系统的可靠性和安全性。

3.轻量化：采用新型材料和结构设计，降低电源基本拓扑的重量和体积，提高便携性。

4.智能化：利用现代控制理论和通信技术，实现电源基本拓扑的智能化控制和优化管理。

5.绿色环保：发展可再生能源接入和利用技术，减少对环境的影响，推动电源基本拓扑的可持续发展。

总之，电源基本拓扑在电力系统中具有重要作用，其分类、应用和发展趋势反映了电力电子技术的进步和创新。

隔离dcdc电源拓扑结构一、引言隔离DC-DC电源作为电子产品中不可或缺的组成部分，其主要功能是将输入电压转换为所需的输出电压，并且通过隔离器件实现输入输出间的电气隔离。

本文将介绍隔离DC-DC电源的拓扑结构。

二、非隔离式DC-DC电源非隔离式DC-DC电源是最简单的一种拓扑结构，其原理如下：通过一个开关管控制输入电压，使得输入电压在开关管导通期间充入能量存储元件（如电感），在开关管截止期间释放能量存储元件中的能量并将其转换为所需输出电压。

由于该结构没有使用隔离器件进行输入输出间的隔离，因此存在安全风险。

三、反激式DC-DC电源反激式DC-DC电源是一种基于变压器实现输入输出间隔离的拓扑结构，其原理如下：通过一个开关管控制输入端与变压器之间的连接，使得输入端充入能量存储元件（如电容），当开关管截止时，在变压器中产生高频交流磁场，通过磁耦合将能量传递到输出端，再通过输出端的整流电路转换为所需输出电压。

由于该结构使用了变压器进行输入输出间的隔离，因此能够有效降低安全风险。

四、正激式DC-DC电源正激式DC-DC电源是一种基于变压器实现输入输出间隔离的拓扑结构，其原理如下：通过一个开关管控制输入端与变压器之间的连接，使得输入端充入能量存储元件（如电感），当开关管导通时，在变压器中产生高频交流磁场，通过磁耦合将能量传递到输出端，再通过输出端的整流电路转换为所需输出电压。

由于该结构使用了变压器进行输入输出间的隔离，因此能够有效降低安全风险。

五、谐振式DC-DC电源谐振式DC-DC电源是一种基于谐振现象实现输入输出间隔离的拓扑结构，其原理如下：在开关管导通时，将能量存储元件中的能量传递到谐振网络中；在开关管截止时，利用谐振网络中形成的高频交流磁场将能量传递到输出端。

由于该结构使用了谐振网络进行输入输出间的隔离，因此能够有效降低安全风险。

六、总结本文简要介绍了隔离DC-DC电源的拓扑结构，包括非隔离式DC-DC电源、反激式DC-DC电源、正激式DC-DC电源和谐振式DC-DC电源。

电源设计功率因数校正（PFC）拓扑结构选择
引言
随着减小谐波标准的广泛应用，更多的电源设计结合了功率因数校正(PFC) 功能。

设计人员面对着实现适当的PFC 段，并同时满足其它高效能标准的要求及客户预期成本的艰巨任务。

许多新型PFC 拓扑和元件选择的涌现，有助设计人员优化其特定应用要求的设计。

由于有源PFC 设计可以让设计人员以最少的精力满足高效能规范的要求，因此在近年来取得了好的发展。

通过简化主功率转换段的设计和减少元件数目，包括用于通用操作的波段转换开关和若干占用电容，此设计也附带了一些优势。

拓扑选择
由于输入端存在电感，升压转换器是提供达至高功率因数的方法。

此电
感使输入电流整形与线路电压同相。

但是，可以采用不同的方案来控制电感电
流的瞬时值，以获得功率因数校正。

a. 临界导电模式(CRM) PFC - 由于控制的设计较为简单，而且可与较低速升压二极管配合使用，所以在较低功率应用中通常采用这方法。

近年来，
此方法获创新的改进，提升了效率，MC33260 PFC 控制器提供跟随升压选项，通过使升压转换器的输出电压随着线路电压的变化而变化，降低了33%的MOSFET 导电损耗，减小了43%的升压电感尺寸。

此外，专为CRM 和DCM 应用而设计的升压二极管可提供更佳的正向压降(MUR450, MUR550)。

然而，CRM PFC 仍受到一些限制，如较难过滤的可变频率和接近零交叉的高开关频率。

b. 不连续导电模式(DCM) PFC -此创新的方案延承了CRM 的优点，并。

开关电源三大基本拓扑1、摘要开关电源已经深入到国民经济的各个行业当中，设计师或是自行设计电源或是购买电源模块，但是这些电源都离不开电源的各种电路拓扑。

本文先介绍了开关电源的三大基础拓扑：Buck、Boost、Buck-Boost，并就这三者拓扑之间进行了简单地组合，得到了非常巧妙的电路，例如：正负输出电源、双向电源等，能够满足诸如运放供电、电池充放电等某些特殊的需求。

2、开关电源基础拓扑开关电源三大基础拓扑为：Buck、Boost、Buck-Boost，大部分开关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式，下面以电感连续模式进行简单介绍。

2.1Buck降压型Buck降压型电路拓扑，有时又称为Step-down电路，其典型的电路结构如下图1所示：Buck电路的工作原理为：当PWM驱动高电平使得NMOS管T导通的时候，忽略MOS管的导通压降，等效如图2，电感电流呈线性上升，MOS导通时电感正向伏秒为：当PWM驱动低电平的时候，MOS管截止，电感电流不能突变，经过续流二极管形成回路（忽略二极管电压），给输出负载供电，此时电感电流下降，如下图3所示，MOS截止时电感反向伏秒为：D为占空比，02.2Boost升压型Boost升压型电路拓扑，有时又称为step-up电路，其典型的电路结构如下图4所示：同样地，根据Buck电路的分析方式，Boost电路的工作原理为：2.3Buck-Boost极性反转升降压型Buck-Boost电路拓扑，有时又称为Inverting，其典型的电路结构如下图5所示：同样地，根据Buck电路的分析方式，Buck-Boost电路的工作原理为：3、Buck与Buck-Boost组合金升阳K78系列的产品采用了Buck降压型的电路结构进行设计，是LM78XX系列三端线性稳压器的理想替代品，效率最高可达96%，不需要额外增加散热片，同时还兼有短路保护和过热保护，值得说明的是它能够完美支持负输出。

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。

电源拓扑工作原理以及数学公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电源拓扑，顾名思义就是指电源系统中不同部件之间的连接方式和工作原理。

在电源系统设计中，拓扑结构是起着至关重要的作用的。

它决定了电源的稳定性、效率和可靠性。

本文将介绍电源拓扑的工作原理以及相关的数学公式。

一、电源拓扑的种类在电源系统中，常见的拓扑结构有多种，如单端、双端、全桥等。

不同的拓扑结构在工作原理上有所差异，适用于不同的应用场景。

下面我们将分别介绍几种电源拓扑的工作原理及数学公式。

1. 单端拓扑单端拓扑是最简单的电源结构，主要由开关管、变压器、整流器和滤波器等组成。

在单端拓扑中，开关管间隔时间地导通和关断，通过变压器实现电压变换，进而得到输出电压。

单端拓扑常用于低功率应用。

单端拓扑的数学公式包括输入功率、输出功率、效率等。

输入功率为Vin*Iin，输出功率为Vout*Iout，效率为输出功率除以输入功率。

通过这些数学公式，可以计算出单端拓扑的性能参数，为电源系统的设计提供参考。

双端拓扑的数学公式与单端拓扑类似，包括输入功率、输出功率、效率等。

通过对这些数学公式的分析，可以评估双端拓扑的性能优劣，并对其进行进一步优化。

3. 全桥拓扑二、数学公式的作用电源拓扑的工作原理虽然复杂，但通过数学公式的分析和计算，可以更好地理解各种拓扑结构的性能和特点。

数学公式是电源系统设计中重要的工具，能够帮助工程师评估电源拓扑的优劣，为系统的优化提供依据。

数学公式不仅可以用于计算电源拓扑的效率和功率转换情况，还可以用于设计参数的选择和系统的仿真分析。

通过对数学公式的合理应用，可以为电源系统的稳定性和可靠性提供保障，确保系统正常工作。

三、结语在今后的电源系统设计工作中，希望工程师们能够充分利用数学公式，深入研究电源拓扑的工作原理，不断提升设计水平，为电源系统的发展做出更大的贡献。

愿电源拓扑的数学公式在电源系统设计中发挥重要作用，为电气行业的发展做出更大的贡献。

电源设计指南：拓扑结构（二）中高压变频器主电路拓扑结构的分析比较摘要：对中高压变频器几种常见的主电路拓扑结构进行了分析比较，对不同电路结构的中高压变频器的可靠性、冗余设计、谐波含量及dv/dt等指标进行了深入的讨论，并对中高压变频器的发展方向提出了自己的看法。

1前言众所周知，大功率风机、水泵的变频调速方案，可以收到显著的节能效果，其直接经济效益很大，宏观经济效益及社会效益则更大。

可以预计，大功率交流电机变频调速新技术的发展是我国节能事业的主导方向之一。

目前，阻碍变频调速技术在高压大功率交流传动中推广应用的主要问题有两个：一是我国大容量（200kW以上）电动机的供电电压高（6kV、10kV），而组成变频器的功率器件的耐压水平较低，造成电压匹配上的难题；二是高压大功率变频调速系统技术含量高，难度大，成本也高，而一般的风机、水泵等节能改造都要求低投入、高回报，从而造成经济效益上的难题。

这两个世界性的难题阻碍了高压大容量变频调速技术的推广应用，因此如何解决高压供电和用高技术生产出低成本高可靠性的变频调速装置是当前世界各国相关行业竞相关注的热点。

一般来讲，在高压供电而功率器件耐压能力有限的情况下，可采用功率器件串联的方法来解决。

但是器件在串联使用时，因为各器件的动态电阻和极电容不同，而存在静态和动态均压的问题。

如果采用与器件并联R和RC的均压措施，会使电路复杂，损耗增加；同时，器件的串联对驱动电路的要求也大大提高，要尽量做到串联器件同时导通和关断，否则由于各器件开断时间不一，承受电压不均，会导致器件损坏甚至整个装置崩溃。

谐波问题是所有变频器的共同问题，尤其在大功率变频调速中更为突出。

谐波会污染电网，殃及同一电网上的其它用电设备，甚至影响电力系统的正常运行；谐波还会干扰通讯和控制系统，严重时会使通讯中断，系统瘫痪；谐波电流也会使电动机损耗增加，因而发热增加，效率及功率因数下降，以至不得不“降额”使用。

中高压变频器主电路拓扑结构的分析比较#e#中高压变频器主电路拓扑结构的分析比较还有效率问题，变频调速装量的容量愈大，系统的效率问题也就愈加重要。

大电流低电压开关电源拓扑结构和总体设计-设计应用1、电源总体设计电源为恒流源工作方式，其输出电流可在45~90A连续可调，并稳定工作，输出功率1.35kW，采用PWM控制，开关频率30kHz。

图1是电源框架图，图中未画出保护电路框图。

单相220V交流输入经工频整流、滤波后向DC/DC全桥变换器供电。

在电源合闸接入电源电压瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器初始充电会形成很大的瞬间冲击电流，软启动电路用于防止该瞬间冲击电流，改善电源启动性能，保护EMI滤波器、工频整流器件及电容器等，以保证开关电源正常而可靠运行。

DC/DC全桥变换器主要由四个开关管组成的桥式逆变电路、高频变压器、输出高频整流及滤波电路组成，桥式逆变电路在控制及驱动电路作用下，将直流转换成高频方波交流，再经高频变压器降压以及副边高频整流、滤波后输出直流。

电源控制电路由专用集成芯片SG3525及其外围电路构成PWM调制，经光电隔离、功率放大后直接驱动全桥变换器开关管，由于电源工作在恒流方式，且电流较大，所以应用电流传感器采样输出直流电流作为控制信号，反馈到控制电路，以实现PWM调制，达到稳定输出电流的目的。

2、主电路设计本电源主电路拓扑结构如图2所示，由于该电源具有大电流低电压的特点，对高频干扰信号以及合闸瞬间的浪涌电流非常敏感，因此220VAC/50Hz交流电整流前先经EMI滤波器滤波，大大减小了交流电源输入的电磁干扰，同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。

高频变压器是DC/DC全桥变换器的磁性元件，许多其它主电路元器件的参数设计都依赖于变压器的参数，对其进行合理优化设计非常重要。

本电源的高频变压器设计采用AP法，AP就是指磁芯有效截面积和线圈有效窗口面积的乘积。

磁芯选用一对E型软磁铁氧体，考虑到变换器工作频率，磁芯工作磁感应强度BW设计为0.16T，根据电源主电路拓扑结构，高频变压器的计算功率为：式中AW为磁芯窗口面积；Ae为磁芯有效截面积；K0为窗口使用系数，一般典型值取0.4；Kf为波形系数，本变压器原副边绕组波形为方波，取Kf=4；fs为变压器工作频率（Hz）；J为绕组导线电流密度，设计为400A/cm2。

DCDC电源设计方案一、选取DC-DC电源拓扑结构在进行DC-DC电源设计之前，首先需要选择合适的拓扑结构。

常见的DC-DC拓扑结构有Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压)及SEPIC等。

具体选择哪种拓扑结构，需要根据实际应用需求来决定。

以Buck为例，其具有简单、稳定、高效的特点，适合输出电压低于输入电压的场合。

二、计算输入输出参数根据实际需求，计算DC-DC电源的输入输出参数，包括输入电压、输出电压、输出电流等。

这些参数将决定了电源所需的功率、电流和电压范围，为选择合适的元器件提供了依据。

三、选择元器件选择合适的电容器、电感器、开关管、二极管等元器件。

其中，在选择电容器和电感器时，需要考虑元器件的电流和电压容量、频率响应等特性，以保证电源设计的可靠性和稳定性。

在选择开关管和二极管时，需要考虑其导通压降、频率响应和损耗等特性，以提高DC-DC电源的效率和稳定性。

四、设计控制电路根据所选择的拓扑结构，设计出合适的控制电路。

其中，关键的元件是PWM控制器，它能够控制开关管的开关频率和占空比，从而实现对输出电压的调整和稳定。

在设计控制电路时，需要考虑电源的稳定性、保护功能和过载能力等。

五、PCB布线设计PCB布线设计是DC-DC电源设计的重要环节，它影响着电路的高频特性和噪声干扰。

在进行布线设计时，需要注意元器件之间的布局、功率地和信号地的分离、降低线路的传输损耗和改善信号完整性，以提高电路的性能和稳定性。

六、电源性能测试与验证在完成DC-DC电源的设计之后，需要进行性能测试和验证。

通过测试电源的输出电压、输出电流、负载调整能力、效率等参数，验证电源设计的稳定性和可靠性，以确保电源符合设计要求。

七、优化与改进对已完成的DC-DC电源设计进行评估和改进。

如果存在性能不足或不稳定的情况，需要进行优化和改进，调整电源的拓扑结构和元器件选择，优化PCB布线和控制电路，提高电源的效率和可靠性。

九个最有用的电源拓扑结构图现代电源设计大约开始于三十年前，只有少数的拓扑结构可以很好地服务于业界。

在年代，对新的和领先的电源转换技术的研究创建了数以千计的可以加以使用的新型拓扑结构。

今天，主流行业已回到早期拓扑结构。

少数的相同的电路可以为大多数应用提供最佳解决方案。

在电源设计开始，有三种基本的转换器：降压式、升压式和降压升压式。

早期分析论文仅覆盖了这些拓扑结构。

也有的转换器表现完全与这些基本拓扑结构一样。

它们被认为是降压式、升压式和降压升压系列，电路中内建了隔离。

内建在降压式转换器系列是正激、双开关正激、半桥、全桥和推挽式。

升压有一种隔离型号，可以采用一个桥接或推挽式电路。

隔离降压升压电路是著名的反激式转换器。

发明新的电源拓扑结构和研究其工作正成为有趣的研究工作。

这形成了过去的大部分研究，尤其在年代期间。

一些新奇的电路发明出来，绞尽脑汁以全面了解它们的操作。

的论文提出了超过个新的拓扑结构，使用了更多的开关和二极管。

有一段时间，似乎老的待机拓扑结构已处于被取代的危险之中。

对许多需要生产产品的设计人员来说，这是一个非常困惑的时间。

在阅读会议论文之后，工程师们很想尝试预示着上佳表现，但是却被证明很难投入生产的奇异新颖的拓扑结构。

因此，业界兜了一大圈又回到原处。

现在，几乎所有设计都依赖于原来的基本拓扑结构。

例外的是对某些非常高密度的应用，或者是不寻常的电压及功率范围，但是工作的工程师几乎总能用一组基本电路找到可做的工作。

这不是说行业没有进展。

行业有了长足的发展——恰恰不是通过使用根本不同的电路拓扑结构。

主要进展一直在正确的应用中明智地利用正确的电路，某些拓扑结构将电源分割成较小的若干块（如母板和负载点转换器）、先进的封装、新的硅片器件，以及小心应用低损耗开关。

降压式转换器降压式转换器是所有电源中最基本的。

它提供比输入更低的电压输出，可以用在不需要隔离的所有功率级别。

如图（）所示，当输出电压处于低电位时，降压式转换器的二极管可以用一个有源开关替代。

电路中的网络拓扑结构分析在电路设计和分析中，网络拓扑结构是一项关键概念。

它描述了电路中各个元件之间的连接方式以及信号的传输路径。

了解和分析电路的网络拓扑结构对于优化电路性能和解决故障非常重要。

本文将介绍电路中常见的几种网络拓扑结构，并探讨它们的应用和特点。

一、串联网络拓扑结构串联网络拓扑结构是最简单和最常见的一种结构，它将电路中的各个元件按顺序连接在一起，电流依次通过每个元件。

串联网络的特点是电流在所有元件上是相同的，而电压在各个元件上会分配。

这种结构常见于电池组或者连续的电阻器连接。

二、并联网络拓扑结构并联网络拓扑结构是另一种常见的结构，它将电路中的各个元件并联连接在一起，电压依次通过每个元件。

并联网络的特点是电压在所有元件上是相同的，而电流在各个元件上会分配。

这种结构常见于并联的电阻器或者电容器连接。

三、混合网络拓扑结构混合网络拓扑结构是将串联和并联结构组合而成的结构。

在复杂的电路中，常会出现各种元件的混合连接方式，以满足特定的电路要求。

混合网络的特点是电路中会同时存在串联和并联的特点，需要根据实际情况进行分析和计算。

四、树状网络拓扑结构树状网络拓扑结构类似于自然界中的树状结构，它由一个或多个串联和并联的网络组合而成。

树状网络的特点是有一个主要的引线或母线，从中延伸出多个分支，每个分支上可以有子分支。

这种结构常见于大型电路板或者分布式电源系统。

五、网状网络拓扑结构网状网络拓扑结构是一种复杂的拓扑结构，它由多个元件相互连接而成，没有明确的主干结构。

网状网络的特点是其节点数远远多于分支数，各个节点之间可以通过不同的路径相互连接。

这种结构常见于复杂的电力系统或者网络通信系统。

六、环状网络拓扑结构环状网络拓扑结构是一种闭合的拓扑结构，它由多个元件按环状连接而成。

环状网络的特点是信号可以在环路上无限循环传输，且任意两个节点之间只有唯一的路径。

这种结构常见于数字通信系统或者时钟同步电路。

综上所述，电路中的网络拓扑结构分析对于电路设计和故障排查至关重要。

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。

电源12种拓扑结构“开关管”与“整流管”应力计算电源是电子设备中的一个重要部件，为其他电子元件提供稳定的电能。

电源拓扑结构包括多种形式，其中常见的包括开关电源和整流电源。

开关电源利用开关管进行控制，整流电源则使用整流管进行能量转换。

首先，我们来了解一下开关电源的工作原理。

开关电源通过开关管的开关动作，将直流电转换为高频脉冲信号，再通过滤波电路和变压器进行能量转换和稳压控制，最终得到所需的电功率。

开关电源的拓扑结构包括多种形式，例如反激式、开关电容式、开关电感式等。

在开关状态切换时，开关管要承受较大的电流冲击，这会导致电流应力的产生。

电流应力可以通过计算开关管的电流波形来估算。

在计算电流波形时，需要考虑开关管的导通和关断过程中的电流变化情况，以及开关管的导通和关断时间。

通过计算电流波形，可以估算出开关管的最大电流应力，进而选择合适的开关管进行设计。

除了电流应力，开关管还要承受电压应力的影响。

开关管在开关状态切换时，由于电感和电容的存在，会产生一定的电压尖峰，导致开关管承受较大的电压应力。

电压应力可以通过计算开关管的电压波形来估算。

在计算电压波形时，需要考虑开关管的导通和关断过程中的电压变化情况，以及开关管的导通和关断时间。

通过计算电压波形，可以估算出开关管的最大电压应力，进而选择合适的开关管进行设计。

接下来，我们来了解一下整流电源的工作原理。

整流电源通过整流管将交流电转换为直流电，供给其他电子设备使用。

整流电源的拓扑结构包括多种形式，例如单相半波整流、单相全波整流、三相半波整流、三相全波整流等。

在整流电源中，整流管要承受较大的电流和电压应力。

电流应力的计算方法与开关电源中的类似，需要考虑整流管的导通和关断时间，以及电流波形的变化情况。

而电压应力的计算方法也与开关电源中的类似，需要考虑整流管的导通和关断时间，以及电压波形的变化情况。

通过对开关电源和整流电源中开关管和整流管的应力计算，可以了解到它们在工作过程中承受的电流和电压应力情况，从而选择合适的管件进行设计和选型。

在线式UPS电源的电路拓扑结构与设计原则UPS（不间断电源）是一种广泛应用于各个领域的设备，其主要作用是在电力供应中断时，为设备提供可靠的电源，以避免数据丢失或设备损坏。

在线式UPS 电源是当前应用最广泛的UPS类型之一，其具有高效能和可靠性的特点。

本文将探讨在线式UPS电源的电路拓扑结构与设计原则。

一、电路拓扑结构在线式UPS电源的基本原理是通过将输入交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为输出交流电，以提供稳定的供电。

在线式UPS电源的电路拓扑结构有四种常见的类型：1. 单相在线式UPS电源拓扑结构：单相在线式UPS电源拓扑结构是最简单且最常见的一种。

其主要由输入滤波器、整流器、逆变器和输出滤波器组成。

输入滤波器用于过滤进入UPS的交流电源中的噪声和干扰，整流器将输入交流电转换为直流电，逆变器则将直流电转换为输出交流电，输出滤波器用于进一步滤波输出电流中的噪声和干扰。

2. 三相在线式UPS电源拓扑结构：三相在线式UPS电源拓扑结构使用了类似的原理，但输入和输出电路均为三相连接。

其主要由输入滤波器、整流器、逆变器和输出滤波器组成。

与单相拓扑结构相比，三相拓扑结构具有更高的功率因数校正功率因数以及更高的效率。

3. 双转换在线式UPS电源拓扑结构：双转换在线式UPS电源拓扑结构是一种高度可靠的结构，其主要由输入滤波器、整流器、逆变器、静态开关和输出滤波器组成。

整流器将输入交流电转换为直流电，并通过静态开关提供输出负载电流。

逆变器在电力中断时提供输出电源，同时也充电UPS的电池。

4. 逆变器在线式UPS电源拓扑结构：逆变器在线式UPS电源拓扑结构也被称为双转换拓扑结构的变种，其主要特点是逆变器始终参与输出电源的供应。

该结构在电力中断时可以提供无间断的能量转换和输出。

二、设计原则设计在线式UPS电源时，我们需要考虑以下几个重要的原则：1. 电源容量的选择：UPS的电源容量应根据负载的需求合理选择。

负载的需求可能根据设备所需的功率和电流而不同。

中大功率开关电源常用变换拓扑结构形式一、前言中大功率开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源设备，广泛应用于各个领域，如工业控制、通信设备、医疗仪器等。

常用的变换拓扑结构有：单端正激变换器、单端反激变换器、双端正激变换器、双端反激变换器和桥式变换器。

二、单端正激变换器单端正激变换器是中大功率开关电源中最常见的一种拓扑结构。

它由交流输入端、变压器、开关管、输出电感、输出滤波电容和负载组成。

当交流电输入时，开关管周期性地打开和关闭，通过变压器将输入电压转换为所需的输出电压。

这种结构简单、成本低廉，但效率较低。

三、单端反激变换器单端反激变换器是在单端正激变换器的基础上进行改进的一种结构。

它通过在变压器的次级侧串联一个电感，使得变压器在每个开关周期内都能正常工作。

这种结构能够实现零电流开关和零电压开关，提高了效率和稳定性。

四、双端正激变换器双端正激变换器是一种将输入电压转换为输出电压的常用拓扑结构。

它由两个开关管、两个变压器和输出电感组成。

当交流电输入时，两个开关管交替工作，通过变压器将输入电压转换为所需的输出电压。

这种结构能够实现双端开关，提高了效率和稳定性。

五、双端反激变换器双端反激变换器是在双端正激变换器的基础上进行改进的一种结构。

它通过在两个变压器的次级侧串联一个电感，使得变压器在每个开关周期内都能正常工作。

这种结构能够实现零电流开关和零电压开关，提高了效率和稳定性。

六、桥式变换器桥式变换器是一种将交流电转换为直流电的常用拓扑结构。

它由四个开关管和变压器组成。

当交流电输入时，四个开关管交替工作，通过变压器将输入电压转换为所需的输出电压。

这种结构能够实现全桥开关，提高了效率和稳定性。

七、总结中大功率开关电源常用的变换拓扑结构包括：单端正激变换器、单端反激变换器、双端正激变换器、双端反激变换器和桥式变换器。

每种拓扑结构都有其优点和特点，应根据具体需求选择适合的结构。

在设计中，还需要考虑电路的效率、稳定性和成本等因素，以确保电源的正常工作。

几种常见的开关电源拓扑结构及应用什么是拓扑呢?所谓电路拓扑就是功率器件和电磁元件在电路中的连接方式，而磁性元件设计，闭环补偿电路设计及其他所有电路元件设计都取决于拓扑。

最基本的拓扑是Buck(降压式)、Boost(升压式)和Buck/Boost(升/降压)，单端反激(隔离反激)，正激、推挽、半桥和全桥变化器。

下面简单介绍一下常用的开关电源拓扑结构。

Buck电路首先我们要讲的就是Buck电路。

Buck电路也成为降压(step-down)变换器。

它的电路图是下面这样的：晶体管，二极管，电感，电容和负载构成了主回路，下方的控制回路一般采用PWM(脉冲宽度调制)芯片控制占空比决定晶体管的通断。

Buck电路的功能是把直流电压Ui转换成直流电压Uo，实现降压目的。

展开剩余88%反激变换器反激式开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源，与之对应的有正激式开关电源。

反激(FLY BACK)，具体是指当开关管接通时，输出变压器充当电感，电能转化为磁能，此时输出回路无电流;相反，当开关管关断时，输出变压器释放能量，磁能转化为电能，输出回来中有电流。

反激式开关电源中，输出变压器同时充当储能电感，整个电源体积小、结构简单，所以得到广泛应用。

应用最多的是单端反激式开关电源。

优点：元器件少、电路简单、成本低、体积小，可同时输出多路互相隔离的电压;缺点：开关管承受电压高，输出变压器利用率低，不适合做大功率电源。

Boost电路Boost(升压)电路是最基本的反激变换器。

Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器。

上面的图就是Boost电路图。

Boost电路是一个升压电路，它的输出电压高于输入电压。

Buck/Boost变换器Buck/Boost变换器：也叫做升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但它的输出电压的极性与输入电压相反。

Buck/Boost变换器可以看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。