原创 开关电源的基本拓扑，为什么只有三种？

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/ 简介 /

早期，开关电源（Switching Mode Power Supply, SMPS）被直接称为DC-DC（Direct Current - Direct Current），顾名思义是，从该类电源输入电压和输出电压的角度看，输入电压是直流电（特指“直流电压”而不是“直流电流”），输出电压也是直流电。

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/ 开关电源的基本拓扑 /

从输入电压和输出电压数值大小上看，有以下几种情况：

① 在任何工况下，输入电压都大于输出电压（固定值）。能够实现这种将较高电压转换为较低电压的电路，被称为“降压电路(BUCK)”。

② 在任何工况下，输入电压都小于输出电压（固定值）。能够实现这种将较低电压转换为较高电压的电路，被称为“升压电路(BOOST)”。

③ 在某些工况下，输入电压大于输出电压（固定值）；在某些工况下，输入电压小于输出电压（固定值）。能够实现这种电压转换的电路，被称为“降压-升压电路(BUCK-BOOST)”。

在某些资料中，开关电源也被称为开关稳压器（Switching Regulator）。这里强调的是，开关电源中间的转换过程是开关型的，但输出电压是稳定的，是“固定值”。当然，这里说的输出电压是“固定值”，不包括使用动态电压调节（Dynamic Voltage Scaling, DVS）方法改变输出电压大小的开关电源器件。所以，从常规开关电源的角度看，不存在输入电压固定而输出电压可变的开关电源拓扑。

综上，最基本的开关电源拓扑仅有三种类型：降压UCK、升压BOOST和降升压BUCK-BOOST。其实，这归因于电感的连接方式。

电感串联在开关节点和输出端之间，就是降压拓扑。

电感串联在输入端和开关节点之间，就是升压拓扑。

电感串联在开关节点和公共地之间，就是降压-升压拓扑。

图 1.1 开关电源的三种基本拓扑

图1.2 开关电源的拓扑分类

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