鉅大LARGE | 點擊量：912次 | 2019年12月26日
詳解開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu)
主回路—開關(guān)電源中，功率電流流經(jīng)的通路。主回路一般包含了開關(guān)電源中的開關(guān)器件、儲能器件、脈沖變壓器、濾波器、輸出整流器、等所有功率器件，以及供電輸入端和負載端。
開關(guān)電源（直流變換器）的類型很多，在研究開發(fā)或者維修電源系統(tǒng)時，全面了解開關(guān)電源主回路的各種基本類型，以及工作原理，具有極其重要的意義。
開關(guān)電源主回路可以分為隔離式與非隔離式兩大類型。
1.非隔離式電路的類型：
非隔離——輸入端與輸出端電氣相通，沒有隔離。
1.1.串聯(lián)式結(jié)構(gòu)
串聯(lián)——在主回路中開關(guān)器件（下圖中所示的開關(guān)三極管T）與輸入端、輸出端、電感器L、負載RL四者成串聯(lián)連接的關(guān)系。
開關(guān)管T交替工作于通/斷兩種狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)管T導(dǎo)通時，輸入端電源通過開關(guān)管T及電感器L對負載供電，并同時對電感器L充電，當(dāng)開關(guān)管T關(guān)斷時，電感器L中的反向電動勢使續(xù)流二極管D自動導(dǎo)通，電感器L中儲存的能量通過續(xù)流二極管D形成的回路，對負載R繼續(xù)供電，從而保證了負載端獲得連續(xù)的電流。
串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，只能獲得低于輸入電壓的輸出電壓，因此為降壓式變換。例如buck拓撲型開關(guān)電源就是屬于串聯(lián)式的開關(guān)電源。上圖是在圖1-1-a電路的基礎(chǔ)上，增加了一個整流二極管和一個LC濾波電路。其中L是儲能濾波電感，它的作用是在控制開關(guān)K接通期間Ton限制大電流通過，防止輸入電壓Ui直接加到負載R上，對負載R進行電壓沖擊，同時對流過電感的電流iL轉(zhuǎn)化成磁能進行能量存儲，然后在控制開關(guān)T關(guān)斷期間Toff把磁能轉(zhuǎn)化成電流iL繼續(xù)向負載R提供能量輸出；C是儲能濾波電容，它的作用是在控制開關(guān)K接通期間Ton把流過儲能電感L的部分電流轉(zhuǎn)化成電荷進行存儲，然后在控制開關(guān)K關(guān)斷期間Toff把電荷轉(zhuǎn)化成電流繼續(xù)向負載R提供能量輸出；D是整流二極管，主要功能是續(xù)流作用，故稱它為續(xù)流二極管，其作用是在控制開關(guān)關(guān)斷期間Toff，給儲能濾波電感L釋放能量提供電流通路。
在控制開關(guān)關(guān)斷期間Toff，儲能電感L將產(chǎn)生反電動勢，流過儲能電感L的電流iL由反電動勢eL的正極流出，通過負載R，再經(jīng)過續(xù)流二極管D的正極，然后從續(xù)流二極管D的負極流出，最后回到反電動勢eL的負極。
對于圖1-2，如果不看控制開關(guān)T和輸入電壓Ui，它是一個典型的反г型濾波電路，它的作用是把脈動直流電壓通過平滑濾波輸出其平均值。
串聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓uo的平均值Ua為：
