说在开头：关于不确定性原理
1927年2月，那个冬天对海森堡来说简直是一场噩梦，越来越多的人转向了薛定谔和他那该死的波动理论，把他的矩阵忘得一干二净；而最让他伤心和委屈的是，玻尔也转向了他的对立面，后来玻尔在批评他理论的时候，海森堡甚至当面哭了出来。玻尔一直在沉思，在他的思想里面，粒子性和波动性是必须统一考虑的，但是玻尔的思想还没成型，他那段时间经常跟克莱因（大家熟悉的克莱因瓶，嗯，就是那家伙）一起讨论有关波动性的问题，克莱因和高登两个人不约而同的分别推算出了符合相对论的波动方程（克莱因-高登方程）。不过现在玻尔已经去挪威滑雪了，海森堡记得玻尔的滑雪技术很差，脸上不禁微微一笑。
不久之前狄拉克和约尔当分别发展了一种转换理论，这使得海森堡可以方便地用矩阵来处理一些概率问题（之前都是用薛定谔方程来处理），让海森堡高兴的是，在狄拉克的理论里，不连续性被当成一个基础，这更让他相信薛定谔的解释是有问题的。但是如果以不连续性为前提，在这个体系里的有些现象就很难解释，举个栗子：一个电子的轨迹总是连续的吧？海森堡尽力回想矩阵力学的创建史，想看看哪里出了问题。海森堡当时的假设是：物理理论只能以被观测到的量为前提，只有这些变量才是确定的，才能构成任何体系的基础。不过他记得爱因斯坦好像不同意这点，真是个无可救药的老头子。爱因斯坦说：在原则上，试图仅仅靠可观察的量来建立理论是不对的，事实恰恰相反：理论决定了我们能够观察到什么东西。
理论决定了我们所能观察到的东西？那么理论怎么解释一个电子在云室试验中的轨迹呢？海森堡想，无论什么概念，一定可以用更加正统的矩阵来解释，可是矩阵不连续而电子轨迹却是连续的；而且，所谓“轨迹”早就在矩阵创立之初就被当做不可观测的量被抛弃了。海森堡辗转难眠，百撕不得其姐，决定起身去小公园碰碰运气，心里一直想着：理论决定了我们观察到的东西？理论说p x q ≠ q x p，这tm决定了我们观察到了毛东西呢？p是动量，q是位置，意思是先观测p动量再观测q位置和先观测q位置再观测p动量的结果是不一样的？一道闪电在海森堡的心里劈过，他看到了一万匹草泥马奔腾而过。
这怎么可能？海森堡手心里捏了一把汗：假设我们要测量一个矩形的长和宽，那么先测量长再测量宽，和先测量宽再测量长，结果是不一样的么？除非，测量动量p的这个动作本身，影响到了位置q的数值，反过来也是。那假如我同时测量p和q呢？海森堡突然豁然开朗：矩阵方程想告诉我们，同时观测p和q是不可能的吗？理论不但决定我们能够观察到什么东西，还决定了哪些东西是我们观察不到的！海森堡继续思考，问题就出在测量行为上面，一个矩形的长和宽是定死的，你在测量长的时候宽并不会因此而改变；但是如果是一个小球呢？你必须得看它，或则用某种仪器来探测它，不管怎样都需要某种方法来接触它，不然怎么知道它的位置呢？（如果不发生“电磁力”的作用，我们就观察/感知不到，就像暗物质和暗能量）如果你要看到小球的位置，总得有个光子从光源出发，撞击到这个球身上，然后反弹到你的眼睛里吧？经典小球可以忽略光子对它的撞击，但如果这个小球是电子，光子对它的撞击就不能忽略不计了。我们派一个光子去撞击电子，电子被狠狠的撞了一下腰后，不知道飞到什么地方去了，它现在是什么速度就更说不上来了。
海森堡飞奔回研究所埋头苦算，最后得出一个公式：Δq * Δp > h/4π。他发现测量p和量测q的误差，它们的乘积必定要大于某个常数。如果我们把q测量的非常精确，也就是说Δq非常小，那么相应的Δp就会变得非常大。假如我们把p测量得100%准确，即Δp =0，那么Δq就要变得无穷大，这就是说：假如我们了解了一个电子动量p的全部信息，那么我们就同时失去了它关于位置q的所有信息——我们就不知道它在哪里了。
1927年3月23日，海森堡的这一原理发表在《物理学杂志》上，被称作“测不准原理”。海森堡完成了他的“测不准原理”后，立即写信给泡利和远在挪威的玻尔，把自己的想法告诉他们，收到海森堡的信后，玻尔立即从挪威动身返回了哥本哈根，准备跟海森堡展开一场深入灵魂的交流。海森堡以为这么伟大的发现必定能打动玻尔的心，但是玻尔很严肃的摇摇头：你的思维实验是错的，这不是电子“测不准”而是电子本身的“不确定”。 （参考自：曹天元-上帝掷骰子吗）
三，反激变换器拓扑
1，反激拓扑
1.1反激拓扑结构和特点
反激变换器的原型是BUCK-BOOST电路；在开关导通时储存磁场能量，而在开关断开时将磁场能量转化为电场能量送到负载和输出滤波电容，补偿电容单独提供负载电流时的消耗。
反激拓扑结构如下左图所示，其主要优点：
1. 不需要输出滤波电感器，可以减小电源面积和降低成本；
——胖友们稍微想一下就会知道：变压器的次级已经起到了输出滤波电感器的作用。
2. 次级电源输出不需要高压续流二极管，更有利于高压场合应用；
3. 适用于高电压，小功率应用场合。
反激拓扑主要缺点：
1. 较大输出电压尖峰，在输入电压高/输出电压低的情况下，造成Np/Ns和次级电流较大，在开关管关断时从C0看进去负载电阻R很小，所有电流流入C0和R，将产生窄而高的输出电压尖峰；当选用大电容输出滤波电容器时，电流容易满足有效值纹波要求，输出危害很高的尖峰电压；通常在储能大电容后增加小LC滤波器，滤掉宽度小于0.5us的尖峰；误差放大器需在小LC滤波器前进行采样反馈；
2. 需要大容量且耐高纹波电流的输出滤波电容器，由于开关导通时只能由电容器的储能向负载提供电流，所以对输出纹波电压的要求并不能最终决定输出电容的选择。
反激拓扑工作过程如下，波形如上右图所示。
1. 当Q1导通时：原边绕组Np同名端的电压相对于异名端为负，副边绕组Nsm也是异名端电压高于同名端，整流二极管D2反偏截止，输出电容器C0单独向负载供电；此时Np相当于一个储能电感器；
——流过Np的电流线性上升并达到幅值Ip，根据公式：dI/dt=(Vdc-Vds)/Lp，可得在开关管导通结束之前最大电流为Ip=(Vdc-Vds)*Ton/Lp，那么变压器储存的能量：E =1/2*Lp*I²p。
2. 当Q1关断时：励磁电感电流使各绕组电压反向，副边绕组的电流回路打开并提供给滤波电容器C0和负载，假设只有一个副边绕组：Nm，则在关断瞬间变压器电流幅值Is = Ip*(Np/Nm)；
——对于变压器本身来说，没有原边和副边之分，对磁芯来说是同等的，所以当Q1关断时，并非一定要在原边绕组产生电流才能释放能量，而副边绕组电流同样可以释放能量，这是变压器能够传递能量的根本原因（具体可参考《电感器原理》中“变压器”相关章节）。
3. 若副边电流在下一个周期开始前下降到0，则变压器存储的能量在Q1再次导通前已全部传输给负载端，变压器工作在不连续模式，在一个周期T内输入电压Vdc提供的功率：P =1/2*Lp* I²p /T；因为Ip=(Vdc-Vds)Ton/Lp；那么P ≈(Vdc*Ton)²/(2*T*Lp)，保持Vdc和Ton稳定，可保持输出稳定。
1.2反激拓扑设计关注点
1. 初级电流、输出功率、输入电压和导通时间的关系：
1, 假设效率为80%，则Pin = 1.25*Po = 1.25*V²0 /R =1/2*(Lp* I²p)/T；最大导通时间Ton出现在输入电压Vdc最小时，因此Ip = Vdc*Ton/Lp à Vo=Vdc*Ton*√[R/(2.5*T*Lp)]。
——反馈回路在Vdc或负载增加时减小Ton，在Vdc或负载减小时增加Ton。
2. DCM工作模式：
——为了避免磁芯的磁通量偏向，工作在DCM模式可以保证磁芯得到完全复位，具体参考《基本开关电源拓扑》相关章节。
1, 为使磁心不偏离磁滞回线，必须保证变压器正负伏秒数相等；那么根据伏秒定律可得：(Vdc-Vds)*Ton = (Vo+Vd)*(Np/Nsm)*Tr；
2, 为保证电路工作于不连续模式（DCM），需设定死区时间：Tdt；Vdc最低时对应的最大导通时间与复位时间之和不超过整个周期的80%（0.2T的裕度，防止负载过低，反馈增大导通时间以保持输出电压Vo恒定导致出现问题）；Ton+Tr = 0.8T；
3, 如果由于Ton增加，导致次级电流在Q1再次导通之前无法归零，电路进入连续工作模式，将发生振荡；
4, 将导通时间条件代入可得：Ton= [(Vo+1)*(Np/Nsm)*0.8T]/[(Vdc-1)+(Vo+1)*(Np/Nsm)]。
3. 初级电感与最小输出电阻及直流输入电压关系：
1, 由式Vo=Vdc*Ton*√[R/(2.5*T*Lp)]可得，Lp = [R/(2.5*T)]*[(Vdc*T²on)/Vo] = (Vdc*Ton) ²/(2.5*T*Po)。
4. 开关管峰值电流：
1, 若开关管为双极晶体管，则峰值电流Ip=Vdc*Ton/Lp；若开关管为MOS管，其最大通流能力设计为峰值电流为5~10倍。
5. 初级电流有效值：
1, 初级电流为三角波，峰值为Ip，初级电流有效值Irms =(Ip/√3)* √(Ton/T)。
2，交错反激拓扑
交错反激拓扑如下左图所示，由两个不连续模式反激变拓扑组成，两个开关交替导通，次级电流通过整流管互相叠加；其输出功率可达到反激拓扑的2倍，主要限制是其原副边峰值电流太高，但也可通过连续模式反激拓扑来实现（成本太高）。
交错反激拓扑，从能量传输角度来看就是两个反激拓扑的组合，具体工作过程参考上节反激拓扑。
写在最后
本章我们介绍了正激式和反激式电源拓扑，上述拓扑分析中的很多参数：例如导通时间限制，最小电流估算，电源效率等都只是为了计算而做的假设。我们本章主要是关于各种正激式拓扑的原理分析，大家可以通过本章理解各种隔离式电源拓扑的发展脉络和优缺点。我们总结所有如上的拓扑设计，可以得到开关电源关注的几个重要参数：MOS管耐压要求（Vdc 或 2*Vdc），变压器磁芯偏心，磁芯利用效率（1倍或2倍，决定输出功率的大小），开关电源体积（1个变压器或两个变压器）以及成本。我们可以根据我们实际的需求，选择合适的电源拓扑。
关于这些电源拓扑的详细设计：器件选型及环路设计等，后续章节具体分析。原本计划用两章篇幅来结束电源拓扑专题，不过写着写着就超了。本章内容还是有比较大难度的，胖友们需要沉下心来，集中精神、好好理清楚各种不同电源拓扑的工作过程，这样才能理解每种电源拓扑的闪光之处。
本章部分相关内容和图片参考自：普利斯曼-《开关电源设计》。下一章《新型开关电源拓扑》。
