类型的smp

开关电源或开关电源拓扑的类型是开关电源的各种电路配置的分类方式。从广义上讲，开关电源分为非隔离开关电源和隔离开关电源。

在这里，我们将详细了解不同类型的SMPS。在进一步讨论之前，让我们简单介绍一下-

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开关电源(SMPS)即开关模式电源，是一种用于将电源从源端传送到负载的电源单元。与线性电源不同，它采用半导体开关技术向负载提供输出信号。

一般情况下，负载需要一个调节形式的直流信号作为输出。通过开关电源的使用，可以将非稳压直流或交流输入信号转换为负载实际需要的稳压直流信号。它包含一个开关装置，当开启时处于饱和模式，当关闭时处于截止模式。因此，作为一个理想的开关。

smp拓扑

下面的图示展示了SMPS是如何分类的:

非隔离开关电源是指输入和输出电路不相互隔离的开关电源。虽然有许多非隔离的开关电源存在，但非隔离开关电源的三种主要类型是Buck、Boost和Buck-Boost开关电源。在这些开关电源中，没有这样的设备可以将开关电路和输出电路分开。在这里，电感器被用作储能元件。

虽然隔离的SMP是在输入和输出电路之间保持隔离的SMPS。尽管存在几种孤立的SMPS，但主要已知的两种类型是反激式转换器和正向转换器。这些开关模式电源利用变压器将切换从输出分开。变压器的次级绕组充当能量存储元件。

这里需要注意的是，开关器件可以是功率晶体管或MOSFET。

现在让我们了解每种类型是如何操作的。

降压开关调节器

降压开关调节器是产生DC输出信号的值，其值小于所提供的输入信号。因此，给出了另一个名称，下台转换器。

下图为降压开关调节器的电路示意图:

在这里，它是由2个开关组成的，即晶体管，Q，二极管，D，以及一个储能元件，即电感，l，电容，C用于平滑目的。这个电路的两种工作模式取决于晶体管是开着还是关着。

当一个高输入脉冲被提供，然后晶体管和D得到反向偏置。由于反向偏置条件，没有电流将流过二极管和电流从晶体管将到达负载通过电感。根据法拉第定律，电感会对抗电流的变化。因此，负载电流在磁场中随膨胀而逐渐增大，同时电感器储存能量。此外，这个电流将充电电容器C，达到电源电压，连接在负载。

当提供低输入脉冲时，晶体管将断开，没有电流流过它。在没有外部电源的情况下，电感器周围的磁场将无法维持，从而在电感器上产生极性相反的电压。因此，电感上的电压现在会使二极管正向偏置，此时电流通过二极管流过负载。同时，电容器内的电荷也供给负载。这将一直持续到晶体管再次开始导电。

在晶体管的截止状态下，电感器和电容器将充当LC滤波器，这将使由于晶体管的切换动作而平滑纹波。

负载处的平均输出将由占空比D给出:

在计算机系统中使用，效率约为90%。

提高开关式稳压器

升压型开关电源产生这样的直流输出信号，其值大于提供的输入信号。因此，有时也称升压变换器。下图为升压变换器的电路示意图:

在升压配置中，当输入的高脉冲存在时，晶体管导通。这里允许电流从电感器通过晶体管开始流动并返回到电源输入。此时，由于二极管相对于晶体管的反向偏置配置，没有电流将达到负载，但电感器将存储能量。

而当负脉冲在输入端出现时，晶体管将处于不导电状态。由于开关晶体管条件，二极管现在将是偏置和将开始导电。在这种情况下，电源输入将通过正向偏置二极管传递到负载。同时，电感中储存的能量也会同时传递给负载。

因此，在这种情况下，传递给负载的总能量将是输入电源能量V的和_在和电感v中的能量v_l。通过这种相同的能量，负载中的C将被充电。

当再次时，晶体管将继续，然后预先充电的电容器现在将充当源并将电力输送到负载。

它在电池充电器和闪光灯等领域有广泛的应用。

Buck-Boost开关式稳压器

SMPS的buck-boost配置产生的输出值可以大于或小于电源输入，这取决于条件。下图为buck-boost变换器电路:

最初，当一个高脉冲存在于输入端，晶体管就会打开，在这种情况下，电流通过电感流回电源，从而为电感充电。此时，由于二极管的反向偏置情况，没有输入功率将被送到负载。

但一旦低脉冲提供在输入，晶体管关闭，这使二极管导电由于其正向偏置条件。因此，在晶体管的关断状态下，先前储存在电感(极性相反)中的能量现在将通过二极管传送到负载，同时对电容器充电。

这提供了一个反极性的输出电压，根据占空比可以大于或小于电源输入。

buck-boost变换器的输出电压为:

之所以这样叫，是因为它可以在降压模式或升压模式下工作。

所有上述配置都没有其电路中的变压器，但变形金刚是孤立的SMPS的重要组成部分。让看看孤立的SMPS如何工作。

反激式转换器

在这种情况下，开关器件与输出电路是完全隔离的，反激变换器的电路表示如下所示，清楚地显示相同的:

这里采用反激变压器，在同一时间内只有一个绕组导电。它作为一个能量储存和能量转移装置。为了表示两个变压器绕组的极性，在两个绕组上都用了点。

在高输入脉冲期间，晶体管将接通，电流将流过变压器的初级绕组并到达电源输入。由于这种电流的流动，电压会在二次绕组中产生感应，但由于两个绕组中的点方向不同，电压的极性相反。在二次绕组的反向极性，使二极管d反向偏置。在这种情况下，储存在电容器中的电荷充当向负载提供功率的源。

然而，在低输入脉冲期间，晶体管将关闭，没有电流将流过变压器的初级绕组。此时，次级绕组释放能量并反转其极性。这向前偏压二极管和电流将流过它。因此，现在电力将被送到负载，同时电容将被充电。

这里，变压器绕组的匝数比将确定产生的输出是否比输入更多或小。

向前转换器

正激变换器也是基于包含变压器的隔离型开关电源。下图为正激变换器电路，其中两个点在变压器绕组两端对应相同的极性:

当提供高输入脉冲时，晶体管接通，电流开始流过变压器的初级绕组。一次绕组中的流动电流在二次绕组中产生电流。然而，与反激变换器不同的是，这里两个绕组上的极性是相同的。这种正向偏压使二极管D偏置₀电流将通过电感并对电容器充电到达负载。流动的电流将把能量储存在电感器中。

但是一旦一个低输入脉冲被给予晶体管关闭，没有电流流过变压器的初级绕组。因此，没有电压将进一步诱导在二次绕组。在这种情况下，存储在电感器中的能量将正向偏压二极管D，并向负载提供能量。当L内的能量完全耗尽后，电容器将进一步作为能量来源。

这是相对复杂的反激变换器，并用于高功率要求的应用。