在buck變換器開(kāi)關(guān)與負(fù)載之間插入隔離變壓器，這種隔離型buck變換器叫做Forward單端正激變換器。如下圖所示：

Forward單端正激變換器

簡(jiǎn)單分析可知，濾波電感L在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間，通過(guò)續(xù)流二極管為負(fù)載提供電流。D3的作用是鉗位，其功能是完成磁芯復(fù)位。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，能量通過(guò)D3泄放到電源端，保證磁芯的磁通回到零。

Buck-boost變換器

將buck、boost兩種形式的變換器結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生一種新的變換器，叫做buck-boost變換器，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：

Buck-boost變換器

這種形式的變換器輸出電壓同輸入電壓是反相的。在buck型和boost型變換器中，存在一個(gè)能量直接從電源流向負(fù)載的時(shí)間，而在buck-boost變換器中，能量先存儲(chǔ)在電感中，然后再流向負(fù)載。

反激變換器

若將中間段的電感，改為隔離變壓器，就得到了常用的反激變換器（Flyback變換器）。如下圖所示是單端反激式變換器的電路圖：

單端反激式變換器

由變壓器的同名端可見(jiàn)，在開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通期間，變壓器儲(chǔ)存能量，當(dāng)晶體管關(guān)閉時(shí)，二極管導(dǎo)通，能量傳遞給負(fù)載。

Cuk變換器

將buck-boost變換器進(jìn)行對(duì)偶變換，可以得到cuk變換器。其電路形式如下圖所示：

Cuk變換器

其中C是傳遞能量的耦合電容。當(dāng)三極管導(dǎo)通時(shí)，電容C的能量通過(guò)L2、C2、R回路釋放，同時(shí)對(duì)C2、L2儲(chǔ)能，電源對(duì)L1儲(chǔ)能。在三極管關(guān)閉時(shí)，L1上的電流通過(guò)二極管D續(xù)流，同時(shí)對(duì)C充電。

當(dāng)要求不同極性不同電壓的輸出時(shí)，需要加入隔離變壓器，這樣就形成了隔離Cuk變壓器，如下圖所示：

隔離Cuk變壓器

其工作原理同Cuk型變換器原理一樣。C0、C1的作用是使變壓器初、次級(jí)繞組都沒(méi)有直流通過(guò)。磁芯在兩個(gè)方向磁化，不需要加氣隙，體積可以做得很小。

推挽變換器

如下圖所示是推挽變換器原理圖。推挽變換器有兩個(gè)三極管交替開(kāi)關(guān)，以達(dá)到比單管工作電路高的輸出頻率。由于初級(jí)線圈的中心抽頭接在輸入電源的正極，這樣當(dāng)一邊三極管導(dǎo)通時(shí)，另外一邊的三極管要承受的耐壓為兩倍的電源電壓，這對(duì)晶體管的要求較高。從安全角度考慮，實(shí)際應(yīng)用常要考慮耐壓為電源電壓的3.3倍。如果輸入電源從市電（220VAC）整流，那么晶體管的耐壓要求是1000V，這樣的晶體管并不常見(jiàn)，所以在我國(guó)，一次電源中基本不采用推挽設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電路。

推挽變換器原理圖

全橋變換器

為解決晶體管耐壓?jiǎn)栴}的方法是采用橋式電路，如下圖所示，用四個(gè)晶體管代替了兩個(gè)晶體管，增加了成本但是增加了電路的可靠性。

全橋變換器的原理電路

這種設(shè)計(jì)降低了晶體管的電壓，所以提高了可靠性。需要指出的是，串聯(lián)在一起的兩個(gè)晶體管同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，晶體管會(huì)過(guò)流損壞，要避免這種情況發(fā)生。

半橋變換器

如果將全橋變換器的一個(gè)橋臂的兩只晶體管用兩個(gè)電容代替，可以節(jié)省兩個(gè)晶體管，比較經(jīng)濟(jì)。但是通常兩個(gè)電容體積比晶體管還大。這樣的電路稱為半橋變換器，如下圖所示：

半橋變換器

脈寬調(diào)制型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1.晶體管同時(shí)導(dǎo)通：在雙端變換器（如推挽、橋式），有可能產(chǎn)生晶體管同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象，這將導(dǎo)致晶體管在瞬間損壞。

2.容性負(fù)載：變換器的功耗取決于電壓電流在時(shí)間軸上的重疊部分。在瞬間關(guān)斷和導(dǎo)通，晶體管將對(duì)容性負(fù)載充電，如果容性負(fù)載很大，晶體管的功耗將變得很大，甚至損壞。

3.集電極尖峰電壓：電感主變壓器的漏感，就像在集電極上串聯(lián)一個(gè)小電感，當(dāng)晶體管電流關(guān)斷時(shí)，這個(gè)漏感將在集電極上產(chǎn)生尖峰電壓。如果尖峰電壓不被抑制，會(huì)擊穿晶體管。

4.變壓器工作點(diǎn)沿磁滯回線垂直漂移：變壓器磁滯回線工作點(diǎn)應(yīng)該保持在中心，如果電路使之偏離中心點(diǎn)，磁芯將進(jìn)入飽和區(qū)。磁芯進(jìn)入飽和區(qū)，變壓器失去阻抗變換的作用，阻抗值急劇下降，這樣晶體管的電流將會(huì)瞬間急劇擴(kuò)大而導(dǎo)致器件損壞。

5.電源機(jī)殼上的開(kāi)關(guān)噪聲電壓：通常在開(kāi)關(guān)管集電極上出現(xiàn)高峰值的方波，或變壓器次級(jí)輸出接地端同機(jī)殼之間出現(xiàn)噪聲電壓。