決定拓撲選擇的一個重要因素是輸入電壓和輸出/輸入比。圖1示出了常用隔離的拓撲相對適用的電壓范圍。拓撲選擇還與輸出功率，輸出電壓路數，輸出電壓調節范圍等有關。一般情況下，對于給定場合你可以應用多種拓撲，不可能說某種拓撲對某種應用是絕對地適用，因為產品設計還有設計 者對某種拓撲的經驗、元器件是否容易得到、成本要求、對技術人員要求、調試設備和人員素質、生產工藝設備、批量、軍品還是民品等等因素有關。因此要選擇最好的拓撲，必須熟悉每種拓撲的長處和短處以及拓撲的應用領域。如果隨便選擇一個拓撲，可能一開始就宣布新電源設計的失敗。 圖1：各種隔離拓撲應用電壓范 2、輸入和輸出 如果輸出與輸入共地，則可以采用非隔離的Buck，Boost共地變換器。這些電路結構簡單，元器件少。如果輸入電壓很高，從安全考慮，一般輸出需要與輸入隔離。 在選擇拓撲之前，你首先應當知道輸入電壓變化范圍內，輸出電壓是高于還是低于輸入電壓？例如，Buck變換器僅可用于輸出電壓低于輸入電壓的場合，所以，輸出電壓應當在任何時候都應當低于輸入電壓。如果你要求輸入24V，輸出15V，就可以采用Buck拓撲；但是輸入24V是從8V～80V，你就不能使用Buck變換器，因為Buck變換器不能將8V變換成15V。如果輸出電壓始終高于輸入電壓，就得采用Boost拓撲。 如果輸出電壓與輸入電壓比太大（或太小）是有限制的，例如輸入400V，要求輸出48V還是采用Buck變換器，則電壓比太大，雖然輸出電壓始終低于輸入電壓，但這樣大的電壓比，盡管沒有超出控制芯片的最小占空比范圍，但是，限制了開關頻率。而且功率器件峰值電流大，功率器件選擇困難。如果采用具有隔離的拓撲，可以通過匝比調節合適的占空比。達到較好的性能價格比。 3、開關頻率和占空比的實際限制 3.1、開關頻率 在設計變換器時，首先要選擇開關頻率。提高頻率的主要目的是減少電源的體積和重量。而占電源體積和重量最大的是磁性元件。現代開關電源中磁性元器件占開關電源的體積（20%～30%），重量（30%～40%），損耗20%～30%。根據電磁感應定律有： 式中U－變壓器施加的電壓；N－線圈匝數；A－磁芯截面積；ΔB－磁通密度變化量；f－變壓器工作頻率。 在頻率較低時，ΔB受磁性材料飽和限制。由上式可見，當U一定時，要使得磁芯體積減少，匝數和磁芯截面積乘積與頻率成反比，提高頻率是減少電源體積的主要措施。這是開關電源出現以來無數科技工作者主要研究課題。 但是能否無限制提高開關電源頻率？非也。主要有兩個限制因素：第一是磁性材料的損耗。高頻時一般采用鐵氧體，其單位體積損耗表示為： 式中η－不同材料的系數；f－工作頻率；Bm－工作磁感應幅值。α和β分別為大于1的頻率和磁感應損耗指數。一般α＝1.2～1.7；β=2～2.7。頻率提高損耗加大，為減少損耗，高頻時，降低磁感應Bm使得損耗不太大，違背了減少體積的目的。否則損耗太大，效率降低。再者，磁芯處理功率越大，體積越大散熱條件越差，大功率磁芯也限制開關頻率。 圖2：Buck變換器功率管電流、電壓波形 其次，功率器件開關損耗限制。以Buck變換器為例來 說明開關損耗。圖2是典型的電流連續Buck變換器功率管電流電壓波形圖。可以看到，晶體管開通時，集電極電流上升到最大值時集電極電壓才開始下降。關斷時，集電極電 壓首先上升到最大值集電極電流才開始下降。假定電壓、電流上升和下降都是線性的。可以得到開關損耗為 式中tr=tri trv—開通時電流上升時間與電壓下降時間之和；td=tdi tdv—關斷時電壓上升時間與電流下降時間之和。一般tr td

電源穩壓DCAC