开关拓扑的缺点(10分钟学会开关3大基本拓扑)

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在电源行业工作3年多了,我发现很多电源工程师,竟然分不清楚开关3大拓扑,特别是一些新手工程师,那么今天就要给大家讲一讲开关电源的三大拓扑。

想知道什么是三大拓扑,首先,我们要知道什么是电路拓扑?

电路开关拓扑就是功率器件和电磁元件在电路中连接的方式,而磁性元件设计,闭环补偿电路设计及其它所有的电路设计都取决于拓扑,而基本的电路拓扑有三大种。

三种基本拓扑:

1、降压型拓扑(Buck)

2、升压型拓扑(Boost)

3、升降压型拓扑(Buck/Boost)

1、 什么是降压型拓扑(Buck)?

如字面意思一样,通过降压拓扑把输入电压降低,即输出电压小于输入电压,比如输入电压是220V,输出电压降压成了30V。

2、 什么是升压型拓扑?(Boost)

通过升压拓扑把输出电压升高,即输出电压大于输入电压,比如输入电压是220V,输出电压升成了400V。

3、 什么是升降压型拓扑(Buck/Boost)?

通过升降压型拓扑把输入电压降低或者升高,即输出电压既可以大于输入电压也可以小于(或等于)输入电压,比如输入电压为220V,输出电压为30V(降压)或输入电压为220V,输出电压为(升压)400V。

开关拓扑的缺点(10分钟学会开关3大基本拓扑)(1)

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对于初学者,如何快速学会三大拓扑结构呢?

首先,我们要知道构成拓扑的主要三大元件,电感、电容、二极管,这三大元件会构成一个回路。因此,在电路图中主要看这三大元件构成的回路,就可以区分是哪种拓扑结构。

其中,电感的位置尤其重要。因此电感不同的位置就决定了三种不同的拓扑,如果电感的一端与输出相连,就是降压拓扑;如果电感的一端与输入相连,就是升压拓扑;如果电感的一端接地,就是升降压拓扑。

如题目所言,本篇文章的目的是让大家能够在10分钟之内学会三大拓扑,也许大家觉得这肯定是标题党,但这次你却错了,本篇文章真的是实打实的干货。

为了大家真的能在10分钟之内学会三大拓扑,我特地画了三大拓扑的基本框图,相信你看了图上的三框图,你肯定能在10分钟之内学会3大拓扑结构。

开关拓扑的缺点(10分钟学会开关3大基本拓扑)(2)

三大基本拓扑原理图

如图1所示,我们先找出电感、二极管、电容构成的回路,再看电感一端连接的是输入端,那么图1的就是升压拓扑。

如图2所示,我们还是同样的先找出电感、二极管、电容构成的回路,再看电感一端连接的是输出端,那么图就是降压拓扑。

如图3所示,我们依旧是先找出电感、二极管、电容构成的回路,再看电感一端连接的是地,那么图就是升降压拓扑。

开关拓扑的缺点(10分钟学会开关3大基本拓扑)(3)

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看完了,我画的框图是不是觉得三大拓扑原来也不过如此,真的非常简单。但是,有些同学可能还有疑问,看完你的框图我是知道三大拓扑的不同之处了,但是,在实际的原理图上,我就不懂如何区分了?

今天,我还特地画了一个降压拓扑的实际应用原理图,这种原理图在电源行业里非常常见,市面上有很多电源芯片公司有这样的应用,主要应用于低压大电流领域。

开关拓扑的缺点(10分钟学会开关3大基本拓扑)(4)

降压实际应用原理图

我们用同样的方法,先找出电感、二极管、电容这三元件形成的回路,其它的元器件,我先不理会,如图所示,我用铅笔框起来的部分,然后看电感的一端连接的输出端,那么这种应用就是降压拓扑原理。

同样的升压和升降压的具体原理图,也是用同样的方法,我就不一一举例子了。

那么今天分享的三大拓扑结构,你学会了吗?希望对你有所帮助,有同是电源行业的工程师,可以一起学习交流。

参考书籍:《精通开关电源设计》

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