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开关电源的拓扑结构主要分为非隔离型和隔离型两大类。开关电源的拓扑结构选择主要看你的应用场景:
一、开关电源非隔离型拓扑
Buck(降压)
特点:输出电压低于输入电压,输入电流断续,输出电流平滑。
应用:手机充电器、LED驱动、DC-DC模块等。
优势:结构简单、效率高。
注意:输入电流不连续可能导致EMI问题,需通过滤波器组件(如共模扼流圈)解决。
Boost(升压)
特点:输出电压高于输入电压,输入电流平滑,输出电流断续。
应用:太阳能MPPT、锂电池升压供电等。
优势:适合功率因数校正(PFC)电路。
Buck-Boost(降压-升压)
特点:输出电压可高于或低于输入电压,但极性反向。
应用:宽电压调整场景(如汽车电子)。
注意:输入/输出电流均不连续,效率较低。
二、开关电源隔离型拓扑
Flyback(反激)
特点:结构简单,变压器同时储能和传递能量,输出由匝数比决定,可多路输出。
应用:小功率适配器(<150W)、家电电源等。
优势:成本低、体积小。
Forward(正激)
特点:输出电流平滑,需磁芯复位电路(如第三绕组)防止饱和。
应用:中功率工业电源(100W-500W)。
优势:效率较高,适合中功率场景。
Push-Pull(推挽)
特点:双开关交替工作,变压器利用率高。
应用:高功率音频放大器、车载逆变器等。
注意:开关管耐压需≥2倍输入电压,存在偏磁风险。
Half-Bridge(半桥)
特点:适合高功率场景,开关耐压=输入电压,成本低于全桥。
应用:服务器电源、大功率电源充电桩(500W-2kW)。
优势:变压器利用率高,初级电流为全桥的两倍。
Full-Bridge(全桥)
特点:功率容量最大,初级电流为半桥的一半,控制复杂。
应用:电动汽车充电器、工业大功率设备(>2kW)。
优势:适合超大功率场景。
三、开关电源其他拓扑
LLC谐振变换器
特点:宽输出调节范围,窄开关频率范围,空载下可保证ZVS(零电压开关)。
应用:电源供电市场,如服务器电源、电动汽车充电器等。
优势:利用寄生元件实现ZVS,突破传统谐振变换器局限。
SEPIC
特点:输出可升降压,输入/输出电流均平滑,需双电感。
应用:输入电压波动场景(如汽车电子)。
优势:适合宽电压输入场景。
四、开关电源选择原则
功率大小:小功率可选Buck、Boost、Flyback;中功率可选Forward、Push-Pull;大功率可选Half-Bridge、Full-Bridge。
电压需求:降压选Buck,升压选Boost,宽电压调整选Buck-Boost或SEPIC。
隔离要求:非隔离型(如Buck、Boost)体积小、成本低;隔离型(如Flyback、Forward)安全性高。