开关电源拓扑结构选择-凡亿课堂

上篇文章说了开关的设计流程，那我们在开始设计一个开关电源时，就要考虑要用哪种基本拓扑。每一个拓扑结构都有自己的优点，有的拓扑结构可能成本比较低，但是输出的功率达不到要求，而有的可以输出足够的功率，但成本却偏高，这些都不是最合适的拓扑，我们在设计时常常在同一个场合下，会有好几种拓扑结构都可以工作，但是里面只有一种是性能最好的，最合适的，要寻找出这种结构就需要有扎实的理论知识来支撑。

我个人总结了一些选择拓扑结构的心得；分享出来大家参考：

1. 设计的电源是否需要采用变压器进行隔离

2. 流过开关管的峰值电流为多少

3. 开关管上的峰值电压为多少

当输入直流电压小于40V时，电源采用的是降压式线路时，我们设计时可以不需要采用变压器，当输出直流电压高于40V的情况下，按照开关电源的设计标准都需要采用变压器进行隔离，这是对使用电源的操作人员生命的保障，这类不添加变压器的电源，一般使用在总线向系统各个模块供电的场合中。

流过开关管的峰值电流和变压器一次侧电压大小有直接关系，因为开关管的功率是一定的，所以一次电压越低，开关管的电流就越大，这样才能满足输出功率的要求。

开关管承受太大的电压时，就有可能超过它的安全工作区，我们前面也说过了，在开关管上一直存在着一种叫做尖峰电压，这个电压就是开关管的最大电压，为了减小这个电压，我们可以设计一个RCD吸收线路。

前面我也说过，我自己对于不同功率时采用的线路架构不同，结果就有同学问他们之间的区别，那这里也简单的讲一下几种拓扑的不同。

反激式拓扑结构我一般用于200W以下的场合，因为反激式相对于其他几种线路来说使用的元器件比较少，而且电源的效率比较高，所以在低功率的场合下，我采用这类型的架构可以用最低成本来完成所需的输出功率，但是反激式电源有个缺陷，就是不能使用在输出电压相对低的场合，因为反激式电路的电流峰值比较大，如果在输出电压低的场合下，可能会导致开关管的峰值电流超过开关管的安全区域。

正激电路相对于反激来说峰值电流就会小很多，所以我们在输出电压相对低而功率要求不大的情况下可以采用正激式进行设计。

半桥式拓扑结构可以用在输出功率要求比较高的场合，但是由于输入电压只有一半加在变压器的一次侧，所以在功率达到一定维度时电流的峰值电流也会剧增，所以我们在设计超过1千瓦的情形下就要采用全桥式电路，这种电路采用4个开关管，其中2个需要浮地驱动，所以需要的成本也是所有拓扑结构中最高的。

值得注意的是我们在使用推挽线路时，变压器要注意避免偏磁危险。

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