在开关电源的设计工作中，电路拓扑的选择无疑是首要且关键的步骤。因为后续所有电路元件的设计工作，像元器件的精准选型、磁芯的科学设计、开环策略的合理制定以及闭环补偿的有效实施等，均依赖于所选定的拓扑结构。所以，在设计初始阶段，我们必须细致明确待开发电源的各项要求与技术规范，涵盖输入与输出电压、输出功率、输出纹波以及电磁兼容要求等，以此确保能挑选到适宜的拓扑。
在电力电子教科书以及开关电源相关书籍里，通常仅对几种基本拓扑进行概要介绍，阐述其工作原理、输入输出关系以及对元器件的基本要求等，却很少甚至不会提及这些拓扑的优缺点和适用场合。而相关文献中探讨的拓扑数量众多，仅谐振变换器拓扑就多达数百种。不过，在实际产品中常用的拓扑仅有十几种。
造成这种巨大差距的一个重要原因在于，作为商品电源（军品情况除外），成本和质量是首要追求的目标。因此，在选择电路拓扑时，需要综合考虑诸多因素。例如电路的复杂程度与成熟度，所用元器件的价格、易购性，制造过程的复杂性，是否依赖特殊测试设备，元器件是否需要严格筛选（如工规、车规）等。同时，还要全面权衡整个电源产品的效率、体积、成本以及技术条件和规范。
尽管众多设计者为了提高电源效率、缩小体积，围绕减少开关损耗、提高开关频率展开了大量研究，并提出了大量的拓扑结构，发明者也申请了诸多。这些拓扑和在理论层面具有一定的价值，也存在应用的可能性。例如软开关 PWM、有源箝位等技术，就是从谐振、准谐振变换器的研究中发展而来的。然而，这些新拓扑和往往仅在某一方面提供了新思路、新方法，难免在其他方面存在不足，作者和申请者也很难做到面面俱到。
认为 “理论先进就能做出的产品”，这种想法是不切实际的。理论研究始终具有探索性，走在生产实践之前；而产品则是该领域研究为充分、经过多方面因素折衷后的实践成果。这正是理论研究与生产实际的差别，也是与生产力之间的距离。往往只是一个好的创意，仅在某一方面具有独创性，能否转化为产品则是另一回事。如果为了提高 1% 的效率而使成本增加 10% 甚至更高，没有厂商会愿意这么做。因此，很少有能转化为生产力，也就不足为奇了。不过，对于体积、重量要求严格但批量小的军品而言，情况则有所不同。
输入电压及输出与输入的比值，是决定拓扑选择的重要因素。下图展示了常用隔离拓扑各自相对适用的电压范围。此外，拓扑选择还与输出功率、输出电压路数、输出电压调节范围等因素相关。
通常来说，针对特定应用场景，往往有多种拓扑可供选择，很难说某一种拓扑对某种应用是适用的。因为产品设计还会受到诸多因素的影响，比如设计者对某种拓扑的熟悉程度、元器件的易购性、成本要求、对技术人员的技能要求、调试设备与人员素质、生产工艺设备、生产批量，以及是军品还是民品等。
因此，要选出合适的拓扑，就必须熟悉每种拓扑的优缺点及其适用领域。如果随意选择一种拓扑，很可能从一开始就注定了设计的失败。
若输出与输入共地，可采用非隔离的 Buck、Boost 等共地变换器，这类电路结构简单，所需元器件较少。而当输入电压较高时，从安全角度考虑，输出通常需要与输入实现隔离。
在选择拓扑前，首先要明确输入电压的变化范围，以及输出电压相对输入电压是高还是低。比如，Buck 变换器仅适用于输出电压低于输入电压的场景，且输出电压在任何时候都必须低于输入电压。若输入为 36V、输出为 20V，便可采用 Buck 拓扑；但如果输入 36V 实际是在 8V - 48V 的范围内波动，就不能使用 Buck 变换器了。反之，若输出电压始终高于输入电压，则需采用 Boost 拓扑。
倘若输出电压与输入电压的比值过大（或过小），例如输入 400V、要求输出 48V，此时若仍采用 Buck 变换器，虽然输出电压始终低于输入电压，且未超出控制芯片的占空比范围，但过大的电压比会限制开关频率，同时导致功率器件的峰值电流较大，给功率器件的选型带来困难。这种情况下，若采用带隔离的拓扑，可通过调节匝比来设定合适的占空比，从而获得更优的性价比。
在设计变换器时，首先要确定开关频率。提高频率的主要目的是减少电源的体积和重量。而占电源体积和重量的是磁性元件。开关电源中磁性元器件占开关电源的体积（20% - 30%），重量（30% - 40%），损耗 20% - 30%。根据电磁感应定律：U = NA?Bf ，其中：U 为变压器施加的电压；N 为线圈匝数；A 为磁芯截面积；ΔB 为磁通密度变化量；f 为变压器工作频率。
在频率较低时，ΔB 受磁性材料饱和限制。由上式可知，当 U 一定时，要使得磁芯体积减少，匝数和磁芯截面积乘积与频率成反比，提高频率是减少电源体积的主要措施。这是开关电源出现以来无数工程师的研究课题。
但是，开关频率并不能无限制提高。主要有两个限制因素：是磁性材料的损耗。高频时一般采用铁氧体，其单位体积损耗表示为：（此处应插入对应公式图片）
式中：η 为不同材料的系数；f 为工作频率；Bm 为工作磁感应幅值。α 和 β 分别为大于 1 的频率和磁感应损耗指数。一般 α＝1.2 - 1.7；β = 2 - 2.7。频率提高损耗将加大；为减少损耗，高频时，降低磁感应 Bm 使得损耗不太大，但这恰恰违背了减少体积的目的。否则损耗太大，效率反而降低了。再有，磁芯处理功率越大，体积越大散热条件越差，大功率磁芯也限制了开关频率。
其次，功率器件开关损耗限制。我们以 Buck 变换器为例来说明开关损耗。图 2.2 是典型的电流连续 Buck 变换器功率管电流电压波形图。可以看到，晶体管开通时，集电极电流上升到值时集电极电压才开始下降。关断时，集电极电压首先上升到值集电极电流才开始下降。假定电压、电流上升和下降都是线性的。可以得到开关损耗为：（此处应插入对应公式图片）
式中 tr = tri + trv 为开通时电流上升时间与电压下降时间之和；td = tdi + tdv 为关断时电压上升时间与电流下降时间之和。一般 tr + td（此处应插入对应内容图片）
如果电流断续，只有关断损耗，开关损耗为：（此处应插入对应公式图片）
可见，开关损耗与频率、开关时间成正比。断续似乎比连续开关损耗少一半，但应当注意，在同样输出功率时，功率管电流至少是电流连续时的一倍，除了器件电流定额加大，成本增加外，导通压降损耗也增加。滤波电感磁芯工作在正激变压器状态，磁芯和线圈高频损耗也将大大增加。虽然，通过软开关技术可以减少开关损耗，但我们也得注意，软开关总是利用 LC 谐振，谐振电流（或电压）很大，谐振电流通过晶体管、电感 L 和电容 C，这些元器件也是有损耗的。有时只提高效率 1 - 2％，但电路复杂，元件数增多，成本增加，有时甚至得不偿失。比如使用 MOSFET 开关的电源，当功率在 5kW 以下，工作频率一般在 200kHz 以下。BJT（双极结型晶体管）达 50kHz。3kW 以上采用 IGBT 的 30kHz。用 MOSFET 与 IGBT（BJT）组合管也不超过 100kHz。变换功率几十瓦，当然工作频率可以提高。
此外，变换功率越大，电流电压越大，如果大功率管与小功率管相同的电流上升和下降速率，大功率管需要更长的开关时间。此外大功率器件芯片面积大，为避免电流集中降低开关时电流升降速率也增加了开关时间。可见，变换功率越大，允许开关频率越低。
开关变换器的变换比（输出电压与输入电压比）太大或太小都是不行的。首先，变换器占空比（开关导通时间与开关周期之比）受控制芯片和值的限制。在有些拓扑中，占空比不能大于 0.5。总之，通用 PWM 控制 IC 芯片通常不保证占空比能大于 0.85；有些芯片在合理的工作频率下，也不保证占空比在 0.05 以下能以较小的损耗快速驱动 MOSFET 的栅极。
例如，开关频率为 250kHz，周期为 4μs，如果占空比是 0.1，MOSFET 的导通时间仅为 0.4μs，要是 MOSFET 的开通时间为 0.1μs，关断时间也为 0.1μs，几乎大部分导通时间被过渡时间 “吃” 掉了，损耗加大。这也是变换功率越高，工作频率越低的原因之一。
不管控制 IC 和高电流栅极驱动，只要不将占空比设计在 0.1 和 0.8（对于 0.5 限制度变换器为 0.45）之外，那就不必担心。
如果采用的拓扑有变压器，变比可以调节占空度。但变比也有限制。如果变比太大或太小，初级与次级导线尺寸相差太大，线圈绕制发生困难。一般初级与次级匝比不要超过为 15:1。要是咱们需要由很低的电压变成高压，那可能需要考虑采用两级变换器或次级采取倍压电路提升电压等方式。
接下来我们需要讨论的问题是需要有多少个输出。例如，如果不是 1 个输出，Buck 是不适合的。在有些情况下，可以加后续调节器得到另一个电压，实际的例子是用 Buck 变换器产生 5V 输出，再由线性调节器（或另一个开关）从 5V 输入产生一个 3.3V 输出。但相关的瞬态、噪声、损耗等应满足要求。
坏的情况下，设计多个独立的变换器，而不是采用复杂的许多线圈的磁元件。在开始设计之前，咱们得考虑考虑，要是采用多输出变换器，或许节省了几块钱的控制 IC，但可能花几十块钱做个复杂的多线圈磁元件。在设计之前，首先应权衡磁元件、电路元件及附加成本等，同时还需要具体问题具体分析。
在设计前需要知道次级与初级是否需要隔离。如输入由电网或高压供电，当有安全规范（以及 EMI 问题）要求的需要进行隔离。比如车载 OBC，输入与输出端有 2000V 及以上耐压的要求；同时还需要有实现交流与直流的完全隔离，这些要求都必须采用变压器进行隔离。但是我们应该知道，隔离势必会带来成本的增加，如果是想做低成本方案且安全要求不高的情况时，当然也可以考虑不隔离设计。
在进行开关电源的设计时，EMI 是必须要考虑的！在设计开始时就要想到 EMI 问题，不要等到设计好了再考虑 EMI。有些拓扑可能有许多成功地避免 EMI 问题。如果是不隔离的系统，因为在系统中不涉及到第三根导线，如单独用电池供电，就没有共模噪声，这可能使滤波变得相对容易。
此外，某些拓扑就是比其他拓扑具有更多的噪声。区别在于某些拓扑在每个周期的部分时间与输入断开，引起输入电流的中断。如果输入电流连续，就没有陡峭的上升和下降沿，电流不会为零，就容易滤波。
比如 Buck 变换器就是输入电流断续的一个例子，因为当开关打开时，输入电流为零。Boost 变换器的电感始终接在输入回路中，但输入电流是否连续取决于 Boost 是否工作在断续还是连续。
