6.2 变换器家族清单
上一节我们推导出了三相逆变器，看到了拓扑演化的威力。既然只有几个基本规则（倒置、级联、旋转、差分），你可能会问：到底能造出多少种变换器？
答案是：无数种。
如果你把电感、电容、开关扔在地上，随便用导线连起来，理论上的组合是无穷的。但其中大部分是垃圾，或者是某种已知电路的孪生兄弟。我们需要做的，是把那些真正有独立人格的电路筛选出来。
6.2.1 单电感家族：最后的八个基本形态
让我们把目光锁定在最基础的一类：单输入、单输出、只有一个电感 的变换器。
如果假设一个开关周期只有两个状态（比如第一状态和第二状态），那么电感在状态 1 时的连接方式和状态 2 时的连接方式，必须是不同的。这个逻辑很简单——如果连接方式没变，电感电压就恒定不变，根据伏秒平衡，稳态时电压必须为零，这没法进行能量传输。
你可以尝试穷举所有的连接组合。剔除掉那些不能工作的、短路自杀的、以及仅仅是把元件换个名字画画的冗余电路后，你会发现，宇宙中只剩下这八个基本成员。
注：怎么数其实是个语义问题。很多人觉得「非反相 buck-boost」和「反相 buck-boost」是一回事，只是改了接线而已。但在我们这里，只要拓扑结构或者元件性质变了，就算新面孔。
前四个老面孔我们已经很熟了：
1. Buck (
这四个都能实现升压、降压或反相，输出都是单极性的直流。
接下来的两个（5 和 6）很有意思，它们能产生双极性输出。这意味着
5. H 桥 我们在上一节刚见过它。它是两个 buck 差分连接的产物。
6. Watkins-Johnson 变换器 名字听起来像某种黑魔法，其实它是一种非隔离的电流型变换器（Current-fed converter）。
先看它的长相。这个电路也能输出双极性电压，但它的转换比
这里有个很关键的操作：图中的电感其实是个变压器（或者叫带抽头的电感）。
- 当开关 1 闭合时，电流流过上面的绕组；
- 当开关 2 闭合时，电流流过下面的绕组。
这跟反激变换器有点像：在任何时刻，电流只流过一个绕组，但两个绕组的安匝数在时间上是连续的。这点我们下一节讲反激时会深挖。
Watkins-Johnson 的优势在于：
- 负载接地：这点比 H 桥省事。
- 双极性输出：只需要两个 SPST 开关，而且开关是双向的（Current-bidirectional）。 这种电路的隔离版本在高压电源里很常见。
最后两个（7 和 8），其实是 5 和 6 的逆变换器（Inverse）。 什么是逆？简单说，就是如果把源和负载对调，把输入输出互换，你就得到了一个能把交流变成直流的电路。它们能处理任意波形的交流输入，功率因数也能控制。
6.2.2 双电感家族：更复杂的玩法
如果我们允许电路里有两个电感呢？ 世界瞬间就变得拥挤了。
这其中最出名的是 Ćuk 变换器。我们之前聊过它，它本质上是个精装版的 buck-boost。 特性：
- 输入输出反相。
- 输入电流和输出电流都是非脉动的（Nonpulsating）。这点极好，意味着只需要很小的滤波器。
还有 SEPIC。它是 Ćuk 的兄弟，区别在于 SEPIC 的输入输出是同相的。你可以把它理解为把 Ćuk 里的那个大电容拆开重组了一下。
你可以看到，随着储能元件（电感、电容）数量的增加，拓扑树就开始分叉了。虽然组合是无穷的，但掌握了开关-电感/电容网络的基本规律，你就能在面对任何陌生电路图时，一眼看穿它的底色。
接下来，我们要把难度提升一个等级——把变压器加进来。那才是真正的“大乱斗”现场。
参考说明：参考自 geqianQWQ 同学阅读《Fundamentals of Power Electronics》的笔记，仅作理解线索；本文为结合自己理解重新整理的学习笔记，不涉及对原书的复制或翻译。