开关电源的拓扑结构

为适应不同的输出功率，开关电源有各种的拓扑结构：Boost结构、Buck结构、反激（Flyback）结构等。本文都是根据接连电流模式（CCM）来讨论的。

开关电源的Boost（StepUp）升压电路先来看看Boost[10]电路原理图，如图2-4所示：

现在来讲讲开关电源的电路工作原理：Boost电路即升压电路，当Q1导通时，能量从输入电源流入储存于电感L1中，此刻二极管D1反偏，负载由滤波电容C1供给能量，将C1中储存的电能（C1V02/2）释放给负载R1。当Q1截止时，电感L1中电流不能突变，此刻二极管D1导通，电感中储存的能量（L1I2/2）经二极管D1，流入电容C1，并供给负载R1。依据电感的伏秒平衡，在一个周期内电感的伏秒乘积和为零。如果Q1导通时间Ton越大，那么Q1截止时提供给负载的电压就会越大。下面通过具体的计算来加深了解：根据伏秒平衡有式（2-2）、（2-3）

Buck（StepDown）降压电路

同样先来看看电路图，如图2-5所示：

Buck电路即降压电路。当Q1导通时，C1开端充电，输出电压V0加到负载R1两头，在C1充电过程中，电感L1内的电流逐步增加，贮存的磁场能量也逐步增加。此刻续流二极管D1因截止。当Q1截止时，L1中贮存的磁场能量便通过续流二极管D1传递给负载。当负载电压低于电容C1两头的电压时，C1便向负载放电。咱们也用伏秒平衡来列出式子：

由（2-5）式可知，通过改动开关管的占空比能够控制输出平均电压的大小。由于占空比总是小于1，所以V0总是小于V1，所以说Buck电路是降压电路。

开关电源的反激（升降压）电路我们先给出反激[11]电路的原理图，如图2-6所示：

现在来分析它的工作原理：当Q导通时，二极管截止，根据电路知识可知此时VL=Vg，ic=-V/R；当Q截止时，二极管D导通，VL=-V/n，ic=i/n-V/R。由伏秒平衡和电容充放电平衡可得：

由式（2-6）、（2-7）可得：