说到什么是拓扑相信不少人“爱在心头口难开”，似乎知道但好像很难用语言来表达。其实拓扑一词来源于数学，在数学上拓扑“Topology” 指的是一种现代几何学，研究的是点、线、面的相互连接关系，比如下面这个是一种拓扑：
在计算机网络方面拓扑一词用得也非常之多，比如像这样：
或这样
开关电源也不例外，开关电源各种元器件的连接或相互关系也是一种网络，这种元器价的特定的连接关系就称为拓扑，换句话说，拓扑是元器件的一种特定连接关系。
那么 开关电源有多少种拓扑？
估计没人知道
为何采用开关电源？
答案很简单，效率高损耗小。效率高必定损耗小，或损耗小必定效率高，因此说“效率高损耗小”一半是废话。
我们从最简单的线性稳压电源说起，如图：
Vin = 输入电压
Vout = 输出电压
Rs = 可调串联电阻
Is = 分流电路
RL 负载
假设我们保持Rs不变，于是为了保持输出电压不变则Is需不断调整，负载重则Is减小，负载轻则Is加大，没有负载时Is最大，所有损耗都在Rs上，这是很常见的我们称为并联型稳压电路。
如果换一种思路，去掉Is分流电路，由Rs根据负载变化不断调整阻值以保持输出不变，这就构成了串联型稳压电源。广泛使用的三端稳压器就属于串联型稳压电源。
在串联型稳压电源电路中，如果Rs为零则损耗为零，如果Rs为无穷大则损耗同样为零，开关电源的思路由此产生，于是人们想到用半导体器件代替Rs并且工作于开关状态通过输出端增加电感电容滤波来保持输出不变，由此开关电源诞生了。
讲开关电源总是从Buck起步，我们也不例外，精通了Buck原理就基本就精通了开关电源原理，好像有点夸张了。不管怎么样，Buck是基础，弄清原理是必须的。
Buck什么意思？降压！又叫Step-down。如果你去查什么英汉字典，你会发现Buck一词的解释似乎与降压毫不相干，不管了，记住就是了。
再次认识一下Buck，记住三节点中电感在输出端。
但以后凡看到电感输出便可知道是Buck电路，再复杂的电路也逃不掉基本规律，我们看一下MC34063集成开关稳压器，一颗古老的芯片，由于性能卓越一直在应用。看看这个接法构成什么拓扑？
不难看出，电感 L 接在输出端，因此是降压电路，或者说是Buck电路，或者说是Buck拓扑，都是一个意思。以后看到其他集成开关稳压器一眼就能看出是不是Buck
记住Buck输出电压公式：对于CCM： Vout = Vin * D， D – 占空比
DCM的公式就不要记了，挺复杂的，而且对帮助理解Buck没什么用处，用到时再查资料不迟。
看一下Buck拓扑波形图，虽然分析波形图是很枯燥的事，但是是必须的，强打起精神也要看一看。
结合上面两个图可以看出：
Q1导通，电感两端电压为Vin – Vout，总输入电流呈线性上升（电感电流不能突变），电感电流与输入电流一样线性上升。
Q1关断，电感电压反向（想一想为何？），输入电流为零，电感电流线性下降。
上面的波形图有两个特点：
1）输入电流断续，电感电流连续
2）电感电流最小时不为零，这种电感电流不为零称为连续导通也就是我们常说的CCM模式（Continue Conduct Mode）
如果上面两个图看懂了，那么恭喜你，你入门了。怎么样，入门很简单吧。哈，这是对初学者说的哦，高手定然不削一笑。
那么是不是真的都入门了呢，不见得，我们来看看最简单的占空比问题，我们知道，如下波形的占空比为：D= t/T
但是这样的波形是不是也有占空比？有的话怎么定义？又怎么计算？
还有这个呢？
看似问题简单估计能说得出的寥寥无几了。
MOS管导通时的电流流向，注意电感两端电压方向，二极管D1此时是截止的，如图，这个不难理解，权当复习：
MOS管关闭时电流流向。MOS管关闭后电路中MOS管等于开路，电流流向如图，注意电感两端电压反向了（为何？），此时D1导通，起到续流的作用，因此叫续流二极管。
输出电流是多大呢？看看波形便知：
至此，如果以上部分都理解了，再次恭喜你，你已入了二道门了，当然离精通还是有距离的，敬请关注，有任何问题务必提出。精通拓扑已是指日可待了。
CCM模式已见识过了，那么还有BCM和DCM是怎么一会事呢？其实也不难理解，如图是BCM模式，什么特点？电感电流最小刚好到下边界（边界 = Boundary）因此称为BCM（Boundary Continuous Mode）。
DCM模式也很好理解，如图，电感电流是断续的（断续 = Discontinuou），因此称为DCM（Discontinuous Continuous Mode）
Buck入门到此为止。
Boost拓扑快要开始啦，我们先来看看几个基本概念，如下图，请选择 a，b，c，d。各位看看如选？
a）左面灌电流右面拉电流
b）左面灌电流右面灌电流
c）左面拉电流右面灌电流
d）左面拉电流右面拉电流
a）左面灌电流右面拉电流
b）左面灌电流右面灌电流
c）左面拉电流右面灌电流
d）左面拉电流右面拉电流
参考一下以下两个图
sink 和 source 是在电路中经常出现的两个词。
Source = 源，比如电源，源总是提供能量的，中文教科书中称电流流出为拉电流，拉总是拉出，没有拉进的。也就是流出。
Sink = 英文中叫水槽，槽里面的水总归是灌进去的，没有说灌出来的，也就是流进。
这两个概念是常用的，需正确理解。
继续 Boost，Boost在英文里是提高的意思，顾名思义，Boost拓扑就是升压，Boost电路的输出一定是大于输入的。照例我们先来认识一下Boost拓扑结构。
不难发现，电感在三节点中位于输入位置，这是判断Boost拓扑的简单方法。我们看一个实际例子，仍以MC34063为例，如图，很容易识别出这是升压电路，即Boost 拓扑。
先熟悉一下Boost电路输出电压公式：CCM工作模式时，Vout = Vin/（1-D），D为占空比
Boost的原理其实也不复杂，说原理少不了借助于波形图，如图
1）MOS管Q1导通，电感一端被接地，输入电压对电感充电。
2）电感两端 = 输入电压
3）电感电流线性上升（电感电流不能突变）
4）MOS管关断，电感电压反向（为何？）
5）电感通过二极管向负载供电
周而复始，Boost原理也并不复杂。
其实 Boost 拓扑是非常常见的，用得最多的地方可能就是PFC（功率因素矫正），比如以下摘自Onsemi 的 datasheet的中的PFC电路。
用得更多的要数ST的 L6562，其实际电路如下：
以上两例不难识别 Boost 拓扑，其电感位置总是在三节点的输入端。
再来看看输出电压公式：Vout = Vin/（1-D）从公式中可以看出随着占空比 D 的加大，1-D –> 0，输出电压便越来越高，也就是 Boost 了。但 D 是否可以无限加大以至于接近 1 呢？答案是否定的，由于MOS管的非理想性、杂散电容的影响、及电感电容等各种损耗的关系，输出电压随占空比的上升到一定的值会下跌，最惨的情况会跌倒零。如图所示。通常占空比做到0.5左右基本差不多了。到0.75已经是极限了。
再次认识 Buck – Boost，如图，因为电感接地可知是 Buck – Boost。
Buck – Boost 的输出如何既能高于输入也能高于输出而不要改变电路？当占空比大于50%时输出高于输入，占空比小于50%时，输出低于输入。
Buck – Boost 其实很少实际使用在这两种状态，通常要么使用在Buck状态要门使用在Boost状态。Buck – Boost的最大贡献其实是由此演变出Flyback，俗称反激，而flyback是最常用的的一种拓扑，一般估计电源中70%是flyback，因此掌握flyback是非常必要的。
Buck – Boost 怎么会衍生出 flyback 的呢？没人知道吧？呵呵，很简单啊，
这是基本Buck – Boost
然后有人把电感 L 做双线并绕，成了这样，完全没问题吧。
然后把两组线圈分开也没问题吧，成了这样，看到没有，原边副边是绝缘的。
这MOS管放上面不太好控制啊，那就换个位置吧，同时把同名端换一下，于是成了这样
Flyback 于是诞生啦，我们习惯称为反激，何为反激？原边导通则副边不导通，原边关断副边导通。
以下几个小问题估计99%网友不知道，先看这两个：
1）两个晶体三极管，一个PNP一个NPN，两个三极管的BVCBO（耐压）相同，两个三极管的HFE（放大倍数）相同，请问两个三极管的BVCEO是否一样？如果不一样，哪个耐压高？
2）晶体三极管的耐压是否与HFE有关？如果有关则HFE大的耐压高还是HFE低的耐压高？
看这个问题：
假如晶体三极管的耐压 BVCEO=400V，如图：
则这样接法CE 间的耐压大于400V吗？
如果B和E之间加一个电阻则CE间的耐压大于400V吗？
看这张图，以上几个问题一目了然。
以上两个问题看这个公式便知，BVCBO和HFE一样的时，NPN的BVCEO比PNP管高。另外，HFE越大耐压越低。
认识一下标准的反激开关电源的基本组成，如图所示，与基本拓扑相比仅仅增加了Rs、Cs、D2，这三个元器件起钳位作用，抑制由变压器漏感产生的尖峰电压，使MOS管的漏极电压VDS控制在一个合理的范围内，不至于因漏感尖峰电压造成MOS管的击穿。此电路加上电源、加上PWM信号就可工作了。至于反激电源的设计计算已经有太多的帖子了，暂时不多讨论了。
反激拓扑虽然广泛使用，据称开关电源中有70%是反激拓扑的开关电源，但反激拓扑也有其不足之处，反激不需要输出电感，全靠输出电容滤波，因此当输出电流大于10A时，所使用的电容容量逐渐成为巨无霸了，并且功率大于100W以后很多元器件的电流电压应力会越来越大，因此大功率大电流场合不得不舍弃反激，正所谓梁园虽好终非久留之地，选什么拓扑好呢？– “正激”粉墨登场。
我们先来认识一下正激的基本原理，如图所示：
正激在原边加正向电压MOS管导通时，付边的的输出符合变压器原理，即：
Vs = n* Vin
Vs ： 变压器付边输出电压
n：匝比 = Ns/Np
Vin：输入电压
由上式可知正激拓扑不难理解。
注意原边还有个绕组称为复位绕组，付边有一个二极管称为续流二极管。
前面提到正激变换符合变压器原理，即付边的电压与原边的关系是Vs = n*Vin
Vs：付边输出电压
n：匝数 = Ns/Np
Vin：原边电压
注意这是指原边导通时付边的输出电压，然而，原边MOS管并不是一直导通，而是根据PWM信号处于“开”和“关”状态，因此实际加在原边线圈上的电压为PWM信号的占空比 D和输入电压Vin的乘积，因此原边线圈电压为：Vin*D，于是付边的输出电压为：
Vs = n*Vin*D
这就是正激变换器的付边输出电压的公式，如果忽略二极管的压降则不难看出输出电压Vout 为付边电压减去电感两端电压，即：
Vout = Vs – VL
而电感两端电压为：
VL = L*△IL/△t
L： 电感量
电感上压降很小，如果忽略此压降则：
Vout = Vs
再次熟悉一下正激拓扑：
由于供电电压 Vin 是直流，因此流过Np的励磁电流永远都是一个方向，这就带来一个问题，MOS管每导通一次，磁芯的磁通强度就增大一点，这样用不了几个脉冲磁芯就会饱和，怎么办呢？当然方法有好几种，最经典的就是在再绕一组线圈，负责在MOS管关断期间退磁，这组线圈就称为复位线圈NR， R = Reset。由图可见复位线圈的同名端与励磁线圈的同名端是相反的，这样才能使励磁电流和退磁电流方向相反，才有可能将磁芯中的磁通退到零，以保证下一MOS管导通时磁芯中没有剩余磁通。
那么复位线圈绕多少圈比较好呢？原边MOS管导通的占空比最大可以是多少呢？
为了读贴方便，再次把贴上。
见上图，复位线圈在复位过程中会产生“反射电压” VR（互感关系，R = Reflect），此电压大小为：
VR = （Np/NR）* Vin
Np：励磁线圈匝数（primary coil）
NR：复位线圈匝数（Reset coil）
Vin：输入电压
仔细对照一下上图可以看出Np线圈上的电压与输入电压是串联关系，并且加在MOS管两端，因此MOS管承受的电压为Vin + VR。
根据伏秒平衡原理可得：
(1-Dmax) = (NR/Np) * Dmax
Dmax = 1/[1+(NR/Np)]
看分母中的 NR/Np，不同 NR/Np 比值可得到不同的Dmax值，当NR/Np = 1 时，DMAX = 0.5
但是不同的 Dmax 对电路有不同的影响，究竟有什么影响呢？
上一楼提到复位线圈在复位过程中产生的“反射电压”为：
VR = （Np/NR）* Vin
Np：复位线圈的匝数
NR：励磁线圈的匝数
Vin：输入电压
所谓反射电压就是复位线圈产生的电压感应到励磁线圈上，而励磁线圈的总的承受的电压为 Vin + VR， 如果VR如果大了则MOS管承受的电压应力就大了，而 VR 与 Np 和 NR 匝比有关，从上述公式中可以知道 Np/NR 愈大则 VR 愈大，也就是说 NR 越小感应电压越高，复位线圈中的瞬时电流也越大，但是复位时间短了（电流大消磁快），线径需要比较粗。反之，复位线圈圈数多了，反射电压也低了，MOS管承受的电压也低了，线径可以细一点了，但复位时间长了。
综合考虑，通常取 Np = NR，这样加工线圈比较方便，占空比也因此为0.5， 总的性能折中下来比较好。
以上所谈的正激，用了一个MOS管，又是正激，因此这样的拓扑就叫单管正激。相信各位常常听到这样的叫法，到此你应该对单管正激的工作原理有了基本的了解。单管正激通常用于100W-300W的电源。
这样的单管正激是不是很理想？不，问题很大，比如，做一个输出20A的单管正激，很明显，输出二极管的的功耗非常大，粗略估算，20A的二极管其正向压降可达1.8V，那么功耗差不多会有 20 * 1.8 = 36W，这二极管那个烫啊你手都摸不上去，如果你的外壳是塑料，用不了多久外壳变形啦，周围的元器件被烤烫了。
有牛人用MOS管代替二极管弄出了所谓的同步整流，见下图，效率大大提高。可惜了我怎么想不出来，不过想想也就释然了，因为我不是牛人，我们把牛人的思路搞清了也就站在了牛人的肩膀上了。
同步整流更常见的画法如下：
为何称为同步整流？什么和什么同步？同步整流怎么就效率高了呢？
这个世界是对立的同一，有男就有女，有天就有地，有反激就有正激，有软开关就有硬开关，同样有同步整流就有非同步整流，估计90%的网友不知道还有非同步整流。那什么是同步整流呢？什么是非同步整流呢，看一下图立刻就可以明白了。
见图，左边是非同步整流，右边是同步整流，非同步整流就是最常见的的二极管整流，同步整流又称为有源整流（active rectification），一般通过有源器件进行控制的整流。
分析一下上面的图可知：
左图上面的开关是用MOS管代替开关的，无论MOS管处于怎样的状态都不会使电路失控，而右图的两个开关就需要掌握好时序，一旦两个开关同时接通MOS管立刻烧毁，因此一开一关需同步，上管接通必须下管是断开的，上管断开下管才能接通，而且这一开一关需要留有一定的余地，也就是说上管断开后稍微等待一段时间下管才能接通，这个时间差就称为死区时间。
同步整流主要应用场合是低压大电流，同步整流解决了大电流的场合，那么正激还有什么问题要解决呢？
前面提到，复位线圈会在励磁线圈中产生感应电压，此电压称为反射电压，且与输入电压是串联的，其大小为 VR = Np/NR * Vin，
MOS管两端的电压为 Vmos = Vin + Np/NR * Vin，。
Vmos：MOS管两端电压
Np/NR：励磁线圈匝数
NR：复位线圈匝数
Vin：输入电压
如果励磁线圈和复位线圈的圈数相同则 Np/NR = 1，也就是说复位过程中MOS管要承受两倍的输入电压，如果输入电压比较高那对MOS管来说可不是什么好事。
怎么解决两倍电压问题呢？
RCD箝位，有源箝位我们暂且按下不表，先来看一下双管正激（Two-Switch Forward Converter）是怎么做到MOS管不再承受双倍的电压应力而的，请先认识一下双管正激的基本拓扑，各位请不要吝啬时间，花半分钟的时间默默记下双管正激的拓扑构成。
双管正激中，MOS承受的电压与输入电压相同，那是怎么做到的呢？
其实双管正激原理相当简单，我们用示意图来表示如下：见图，双管正激总是两个MOS管同时导通和同时关闭。不难看出双管同时导通时MOS管承受的电压为电源电压，二极管 D1 和 D2此时是反向截止的。
两管同时关闭时，原边励磁线圈电压极性反转成下正上负（如果不能理解这一点则需要翻一下电磁学的书了），大小与输入电压相同。此时二极管D1和D2导通，MOS管承受的电压不会高于电源电压
如果这两个图看懂了，那么恭喜你双管正激的的原理你已掌握。
双管正激的不便之处在于两MOS的管驱动通常需要用采用驱动芯片。
RCD 钳位是一种低效率的方法，但电路相当简单，而且占空比不再局限在小于 0.5，可以大于0.5，这是通过调整电阻的阻值来实现的，电阻阻值小了放电自然就快了。 RCD 钳位对于不在乎效率的场合不失为一种简单有效的方法。同时 RCD 钳位并不是单管正激所特有，其钳位原理和反激变换器的 RCD 钳位完全一样，比较一下两者的电路拓扑自然就明白，左边的是反激，右边的为正激，可以看出除了变压器的同名端不同外，其余完全一样。
小知识：有源的称为器件，比如三极管、二极管、集成电路等，无源的称为元件，比如电阻电容电感等。故有半导体器件厂，无线电元件厂之分。
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