Push-Pull拓扑：开关电源设计详解

"本文详细介绍了推挽(Push-Pull)开关电源拓扑结构，包括其工作原理、特点以及与其他常见开关电源拓扑结构的对比。推挽拓扑利用开关器件(FET)的不同相位驱动和脉冲宽度调制(PWM)来调节输出电压，具有良好的变压器磁芯利用率和全波输出特性，但会使得FET承受双倍的输入电压应力。此外，文章还提及了其他常见的电源拓扑结构，如降压(Buck)、升压(Boost)、降压-升压(Buck-Boost)、反激(Flyback)、正激(Forward)、双晶体管正激(Two-Transistor Forward)、半桥(Half-Bridge)、全桥(Full-Bridge)和SEPIC、Cuk电路，并概述了这些拓扑的基本脉冲宽度调制(PWM)波形和电路工作原理。" 在开关电源领域，推挽拓扑是一种重要的结构，它通过两个开关器件（通常是场效应晶体管FET）交替导通和关断，使得电流在变压器的两个半周期内都能流动，从而实现高效能的功率转换。PWM技术的应用使得输出电压可以精确控制，输出纹波频率为变压器频率的两倍，有助于减小滤波器的尺寸和成本。然而，这种拓扑对FET的要求较高，因为它们必须承受相当于输入电压两倍的峰值电压。 其他常见的拓扑结构各有特点：降压（Buck）拓扑用于将输入电压降低，是最简单的电路形式，适用于需要较低电压输出的场景；升压（Boost）拓扑则用于提高电压，适合于电池供电或需要高电压输出的情况；降压-升压（Buck-Boost）拓扑可以在输入电压高于或低于输出电压时工作，提供了更大的灵活性；反激（Flyback）和正激（Forward）拓扑常用于隔离型电源设计，反激拓扑通过储能元件在开关周期间储存能量，而正激拓扑则在输入和输出之间直接传递能量；半桥和全桥拓扑则提供更高的功率处理能力，适用于大电流应用。 双晶体管正激拓扑结合了正激和推挽的特点，提高了效率并降低了开关损耗。SEPIC和Cuk拓扑结构则允许输出电压在输入电压之上或之下，同时保持输入和输出端的电气隔离。 每种拓扑结构都有其适用的场景和优势，选择哪种拓扑取决于具体的设计需求，例如功率等级、效率、体积、成本及隔离要求等因素。理解这些拓扑的工作原理和特性对于设计高效、可靠的开关电源至关重要。