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直流开关电源的基本工作原理是：在电力电子技术基础上，通过控制开关器件的开断，实现对于输入电压的脉冲调制，并结合整流滤波技术得到直流输出电压。就开关电源的组成而言，主要包括功率变换和控制这两部分，从而保证整体电路的正常稳定工作[5]。
在开关电源诞生之前，占据主导地位的直流电源是线型电源。它一般是通过工频变压器次级整流滤波进行工作，利用调整管调节输出。线性电源存在电源稳定度较好，线路简单且无开关干扰的优点，但工作于线性状态下的管耗较大，工作效率低，并且因为线性电源工作频率低，所以存在体积大、重量大，难以实现小型化的问题[6]。
与线性电源相比，两者的重要不同点之一在于开关电源中，开关管工作在开关区，而非线性放大区，所以开关管的功耗很大程度上得到降低，进而提高了整体的工作效率。而且开关电源拥有稳压范围宽、工作频率高等优势，已逐步取代了线性电源。
目前，随着相关主要技术的发展与进步，开关电源的性能也得到了不断的提升，这些关键技术包括：半导体器件技术，软开关技术，控制技术，电磁兼容技术，有源功率因数校正技术，并联均流技术，电源智能化技术，分布电源技术，还有系统的集成化技术等[7~10]。这些技术日益完善，也促使着开关电源朝着更为成熟的阶段发展。
1.2 开关电源DC/DC变换器常见拓扑结构
开关电源可以分成交流和直流两种[11]。两者的主要不同在于输出电源种类差异，前者输出高质量交流电，后者输出稳定的直流电。我们通常所说的开关电源指的是直流输出电源，也是本文的研究对象。直流开关电源根据电路内部结构，即输入输出间的隔离情况，可分为隔离式DC/DC变换器和非隔离式这两种。
非隔离式DC/DC变换器又可以进一步分类，按照包含的开关器件数量，常见的包括单管、双管和四管三种。单管DC/DC变换器共有751种，即降压式（Buck）、升压式（Boost）、升降压式（Buck Boost）、Cuk、Zeta、Sepic变换器，其中升压式与降压式变换器是最本质的电
路结构，而其他几种结构都是在其基础上进一步发展出来的[12]。双管结构中最常见的是双管串接升降压结构。四管中常见的有基于四管的同步升降压变换器。
隔离式一样也能够按照开关器件多少来划分。单管有正激式（Forward）、反激式（Flyback）两种；双管包括双管正激式（Double Transistor Forward）变换器、双管反激式（Double Transistor Flyback）、推挽式（Push-Pull）和半桥式（Half-Bridge）变换器四种；四管的有全桥式变换器[12]。
隔离式变换器电路内部一般是利用变压器进行隔离。使用变压器有很多优势，由于其结构和性能上的特殊性，它不但有助于扩大电压的输出范围，也有助于实现针对不同电压的多路输出，以及针对相同电压的多种输出。当功率开关管的额定电压和额定电流相同时，变换器的输出功率一般与包含的功率开关管数量成正比，也就是说开关管的数目越多，开关电源的输出功率越大[13]。
(1)单管正激式DC/DC变换电路 (2)单管反激式DC/DC变换电路
(3)推挽式DC/DC变换电路 (4)半桥式DC/DC变换电路
(5)全桥式DC/DC变换电路
图1.1 DC/DC变换电路拓扑
将几种隔离式变换器进行比较：单管变换器电路简单，可靠性高，驱动方便，适用于几十到几百W的中小功率开关电源；双管变换器成本低，开关器件较少，适用于几百到上千W的中大功率开关电源；全桥电路变压器双向励磁，适用于几百W及以上的开关电源[13]。
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