1、基本名詞
共通の基本トポロジー   
■バックバック 
■ブーストブースト   
■昇降圧昇降圧
■フライバック フライバック 
■順順励磁
■2トランジスタフォワード ダブルトランジスタフォワード
■プッシュプル プッシュプル
■ハーフブリッジ ハーフブリッジ
■フルブリッジ フルブリッジ   
■セピック 
■チュク   
   基本的なパルス幅変調波形これらのトポロジはすべてスイッチング回路に関連しています。

   の基本的なパルス幅変調波形は次のように定義されます。

    2、降圧型 

   特性
■ 入力をより低い電圧に下げます。
■ おそらく最も単純な回路です。
■ インダクタ/コンデンサフィルタは、スイッチング後の方形波を平滑化します。
■ 出力は常に入力以下になります。
■ 入力電流が不連続（チョッピング）になっている。
■ スムーズな出力電流。

    3、ブースト

特性
■ 入力をより高い電圧に上げます。
■ ステップダウンと同じですが、インダクタ、スイッチ、ダイオードの配置が変更されます。
■ 出力比は常に入力以上になります（ダイオードの順方向電圧降下は無視します）。
■ スムーズな入力電流。
■ 不連続な出力電流 (チョッピング)。   

4、昇降圧

    特性
■ インダクタ、スイッチ、ダイオードの別の配置方法。
■ 降圧回路と昇圧回路の欠点を組み合わせたものです。
■ 入力電流が不連続（チョッピング）になっている。
■ 出力電流も不連続（チョッピング）となります。
■ 出力は常に入力と逆になります (コンデンサの極性に注意してください) が、振幅は入力よりも小さい場合も大きい場合もあります。
■ 「フライバック」コンバータは、実際には昇降圧回路絶縁 (トランス結合) の形式になっています。   

5、フライバック

  特性
■ 昇降圧回路のように動作しますが、インダクタには 2 つの巻線があり、トランスとインダクタの両方の役割を果たします。
■ 出力はコイルとダイオードの極性によって正または負に決まります。
■ 出力電圧は、トランスの巻数比によって決まる入力電圧よりも大きくなる場合もあれば、小さくなる場合もあります。
■ これは最も単純な分離トポロジです。
■ 二次巻線や回路を追加することで多出力が得られます。   

6、転送

   特性
■ 降圧回路のトランス結合形式。
■ 不連続な入力電流と滑らかな出力電流。
■トランスを使用しているため、出力は入力より大きくても小さくてもよく、極性も問いません。
■ 二次巻線や回路を追加することで多出力が得られます。
■ トランスコアはスイッチングサイクルごとに消磁する必要があります。 一般的には、一次巻線と同じ巻数の巻線を追加します。
■ スイッチオン段階で一次インダクタに蓄積されたエネルギーは、スイッチオフ段階で追加の巻線とダイオードを通じて放出されます。   

7、XNUMXトランジスタフォワード

    特性
■ 2 つのスイッチが同時に動作します。
■ スイッチがオフのとき、トランスに蓄えられたエネルギーによって一次側の極性が反転し、ダイオードがオンになります。
■主なメリット
■ 各スイッチの電圧が入力電圧を超えることはありません。
■ワインディングトラックをリセットする必要はありません。  

  8、プッシュプル

   特性
■ スイッチ (FET) は異なる位相を駆動し、パルス幅変調 (PWM) を実行して出力電圧を調整します。
■ 両半サイクルにおけるトランスコア電力伝送の利用率が良好です。
■ 全波トポロジのため、出力リップル周波数はトランスの 2 倍です。
■ FET に印加される電圧は入力電圧の 2 倍です。   

9、ハーフブリッジ

    特性
■ 高出力コンバータのトポロジー構造は非常に一般的に使用されます。
■ スイッチ (FET) は異なる位相を駆動し、パルス幅変調 (PWM) を実行して出力電圧を調整します。
■ 両半サイクルにおけるトランスコア電力伝送の利用率が良好です。 また、プッシュプル回路に比べて一次巻線の利用率が優れています。
■ 全波トポロジのため、出力リップル周波数はトランスの 2 倍です。
■ FET に印加される電圧は入力電圧と等しくなります。   

10、フルブリッジ

   特性
■ 高電力コンバータの最も一般的に使用されるトポロジ。
■ スイッチ (FET) は対角ペアの形で駆動され、パルス幅変調 (PWM) が実行されて出力電圧を調整します。
■ 両半サイクルにおけるトランスコア電力伝送の利用率が良好です。
■ 全波トポロジのため、出力リップル周波数はトランスの 2 倍です。
■ FET に印加される電圧は入力電圧と等しくなります。
■ 所定の電力では、一次電流はハーフブリッジの半分になります。   

11、SEPIC シングルエンド一次インダクタコンバータ

   特性
■ 出力電圧は入力電圧より大きくても小さくてもかまいません。
■ 昇圧回路と同様に、入力電流は滑らかですが、出力電流は不連続です。
■ エネルギーはコンデンサを介して入力から出力に伝達されます。
■ インダクタは 2 つ必要です。   

12、チュク(Slobodan C'uk の特許)

    特性
■出力反転
■ 出力電圧の振幅は、入力電圧の振幅より大きくても小さくてもかまいません。
■ 入力電流、出力電流ともにスムーズです。
■ エネルギーはコンデンサを介して入力から出力に伝達されます。
■ インダクタは 2 つ必要です。
■ インダクタを接続してリップルのないインダクタ電流を得ることができます。   

13、回路工事の詳細
    以下でいくつかのトポロジの動作の詳細を説明します。
■ 降圧レギュレータ:
連続通電
臨界導電率
不連続導通
■昇圧レギュレータ（連続通電）
■トランスの動作
■ フライバックトランス
■フォワードトランス   

14、Buck-降压调整器-连续导電

■ インダクタ電流は連続的です。
■Voutは入力電圧(V1)の平均値です。
■ 出力電圧は入力電圧にスイッチの負荷率 (D) を乗算したものです。
■ スイッチがオンになると、インダクタ電流がバッテリから流れ出します。
■ スイッチがオフのとき、ダイオードに電流が流れます。
■ スイッチとインダクタの損失は無視し、D は負荷電流とは関係ありません。
■ 降圧レギュレータとその派生回路は次のような特徴があります。入力電流は不連続 (チョッピング) であり、出力電流は連続 (平滑) です。  

  15、降圧レギュレータ - 臨界伝導

   ■ インダクタ電流は依然として連続していますが、スイッチが再びオンになるとゼロに「到達」します。これを「臨界伝導」といいます。出力電圧は入力電圧に d を乗じた値に等しくなります。

    16、降圧-降圧レギュレータ - 不連続導通

■ この場合、インダクタの電流は各サイクルの一定期間ゼロになります。
■ 出力電圧は依然として (常に) v1 の平均値です。
■ 出力電圧は入力電圧にスイッチの負荷率 (D) を乗じたものではありません。
■ 負荷電流が臨界値より低い場合、D は負荷電流に応じて変化します (Vout は同じままです)。   

17、ブーストレギュレーター

■ 出力電圧は常に入力電圧より大きい (または等しい) です。
■ 連続入力電流と不連続出力電流 (降圧レギュレータの反対)。
■ 出力電圧と負荷率 (D) の関係は、降圧レギュレータほど単純ではありません。 連続通電の場合：

   この例では、Vin = 5、Vout = 15、D = 2/3 です。 Vout = 15、D = 2/3。

    18、トランスの動作（一次インダクタの機能を含む）

   ■ トランスを理想トランスとみなし、その一次（励磁）インダクタンスを一次と並列に接続します。

    19、フライバックトランス

   ■ ここで、一次インダクタンスは非常に低く、ピーク電流と蓄積エネルギーを決定するために使用されます。 一次スイッチがオフになると、エネルギーが二次スイッチに伝達されます。

    20、フォワードコンバータトランス

■ エネルギーを蓄える必要がないため、一次インダクタンスが高くなります。
■ 一次側スイッチがオフした後、磁性コアを消磁するために「磁性インダクタ」に磁化電流 (i1) が流れます (逆電圧)。  

  21、要約
■ ここでは、スイッチング電力変換における最も一般的な回路トポロジーを検討します。
■ 他にも多くのトポロジがありますが、ほとんどはここで説明したトポロジの組み合わせまたはバリエーションです。
■ 各トポロジには、独自の設計トレードオフが含まれます。スイッチにかかる電圧そして入力電流と出力電流をチョッピングして平滑化します。巻線利用率
■ 最適なトポロジを選択するには、次の調査が必要です。入力および出力電圧範囲。
現在の範囲
そして、コストとパフォーマンス、サイズ、重量の比率。

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