離線電源是最常見的電源之一，也稱為交流電源。隨著旨在集成典型家用功能的產品數量的增加，對所需輸出能力小於1瓦的低功率離線轉換器的需求也越來越大。對於這些應用程序

，最重要的設計方麵是效率
、集成和低成本。

 

在(zai)決(jue)定(ding)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)時(shi)，反(fan)激(ji)通(tong)常(chang)是(shi)任(ren)何(he)低(di)功(gong)耗(hao)離(li)線(xian)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)首(shou)選(xuan)。但(dan)是(shi)，如(ru)果(guo)不(bu)需(xu)要(yao)隔(ge)離(li)，這(zhe)可(ke)能(neng)不(bu)是(shi)最(zui)好(hao)的(de)方(fang)法(fa)。假(jia)設(she)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)是(shi)一(yi)個(ge)智(zhi)能(neng)燈(deng)開關，用戶可以通過智能手機的應用程序進行控製。在這種情況下

，用戶在操作過程中不會接觸到暴露的電壓
，因此不需要隔離。

 

對於離線電源來說，反激拓撲是一個合理的解決方案，因為它的物料清單（BOM）jishujiaodi，zhiyoushaoshugonglvjiyuanjian
，bingqiebianyaqideshejikeyichulijiaokuandeshurudianyafanwei。danshi，ruguoshejidezhongduanyingyongbuxuyaogeline？ruguoshizheyangdehua，kaolvdaoshurushilixiande，shejishikenengrengranhuixiangyaoshiyongfanji。daijichengchangxiaoyingjingtiguan（FET）和初級側調節的控製器會產生小的反激解決方案。

 

圖1顯示了使用帶初級側調節的UCC28910反激開關的非隔離反激的示例示意圖。雖然這是一個可行的選擇，但與具有較低BOM計數的反激相比
，離線倒置降壓拓撲將具有更高的效率。在這篇電源管理設計小貼士中，我將探討用於低功耗AC/DC轉換的倒置降壓。

圖2顯示了倒置降壓的功率級。像反激一樣，它有兩個開關元件
，一個磁性元件（單電源電感器而不是變壓器）helianggedianrongqi。gumingsiyi，daozhijiangyatuopuleisiyujiangyazhuanhuanqi。kaiguanzaishurudianyahejiedizhijianchanshengyigekaiguanboxing，ranhouyoudiangandianrongwangluolvchu。qubiezaiyushuchudianyabeitiaojieweidiyushurudianyadedianwei。jishishuchu“浮動”在輸入電壓以下
，它仍然可以正常為下遊電子器件供電。

 

圖2 倒置降壓功率級的簡化示意圖。

 

將場效應晶體管放在低側意味著它可以直接從反激控製器驅動。圖3顯示了一個使用UCC28910反(fan)激(ji)開(kai)關(guan)的(de)倒(dao)置(zhi)降(jiang)壓(ya)。一(yi)對(dui)一(yi)耦(ou)合(he)電(dian)感(gan)器(qi)作(zuo)為(wei)磁(ci)開(kai)關(guan)元(yuan)件(jian)。一(yi)次(ci)繞(rao)組(zu)作(zuo)為(wei)功(gong)率(lv)級(ji)電(dian)感(gan)器(qi)。二(er)次(ci)繞(rao)組(zu)向(xiang)控(kong)製(zhi)器(qi)提(ti)供(gong)定(ding)時(shi)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)調(tiao)節(jie)信(xin)息(xi)

，並(bing)為(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)局(ju)部(bu)偏(pian)置(zhi)電(dian)源(yuan)（VDD）電容器充電。

 

圖3 一個使用UCC28910反激開關的倒置降壓設計示例。

 

fanjituopudeyigequedianshinengliangtongguobianyaqichuandidefangshi。zhezhongtuopuzaichangxiaoyingguandejietongshijianneijiangnengliangcunchuzaiqixizhong
，bingzaichangxiaoyingguandeduankaishijianneijiangqichuanshudaociji。shijidebianyaqizaichujicehuiyouyixielougan。dangnengliangzhuanyidaocijiceshi，shengyudenengliangchucunzailouganzhong。zhezhongnengliangshibukeyongde，qiexuyaoshiyongqinaerjiguanhuodianzudianrongwangluojinxinghaosan。

 

在降壓拓撲中，漏能通過二極管D7在場效應管斷開期間傳遞到輸出端。這樣可以減少組件數量並提高效率。

 

lingyigequbieshimeigecixingyuanjiandeshejihechuandaosunhao。yinweiyigedaozhijiangyazhiyouyigeraozulaichuanshugonglv
，suoyisuoyoudegonglvchuanshudianliudoutongguota，zhejiutigonglelianghaodetongliyonglv。fanjizebujuyounamehaodetongliyonglv。dangchangxiaoyingguanjietongshi

，dianliutongguoyiciraozuerbushierciraozu。dangchangxiaoyingguanduankaishi，dianliutongguoerciraozuerbushiyiciraozu。yinci
，gengduodenengliangchucunzaibianyaqizhong
，bingqiezaifanjishejizhongliyonggengduodetonglaitigongxiangtongdeshuchugonglv。

 

圖4比bi較jiao了le具ju有you相xiang同tong輸shu入ru和he輸shu出chu規gui格ge的de降jiang壓ya電dian感gan器qi和he反fan激ji變bian壓ya器qi的de一yi次ci和he二er次ci繞rao組zu的de電dian流liu波bo形xing。降jiang壓ya電dian感gan器qi波bo形xing在zai左zuo側ce的de單dan個ge藍lan色se框kuang中zhong，反fan激ji的de一yi次ci繞rao組zu和he二er次ci繞rao組zu在zai右you側ce的de兩liang個ge紅hong色se框kuang中zhong。

 

對dui於yu每mei個ge波bo形xing，傳chuan導dao損sun耗hao計ji算suan為wei均jun方fang根gen電dian流liu平ping方fang乘cheng以yi繞rao組zu電dian阻zu。因yin為wei降jiang壓ya隻zhi有you一yi個ge繞rao組zu
，所suo以yi磁ci場chang中zhong的de總zong傳chuan導dao損sun耗hao就jiu是shi一yi個ge繞rao組zu的de損sun耗hao。然ran而er，反fan激ji的de總zong傳chuan導dao損sun耗hao是shi一yi次ci繞rao組zu和he二er次ci繞rao組zu損sun耗hao之zhi和he。此ci外wai，反fan激ji中zhong磁ci場chang的de物wu理li尺chi寸cun將jiang比bi在zai類lei似si功gong率lv水shui平ping下xia的de倒dao置zhi降jiang壓ya設she計ji更geng大da。任ren一yi組zu件jian的de儲chu能neng等deng於yu½ L × IPK2。

 

對於圖4所(suo)示(shi)的(de)波(bo)形(xing)，我(wo)計(ji)算(suan)出(chu)倒(dao)置(zhi)降(jiang)壓(ya)隻(zhi)需(xu)要(yao)存(cun)儲(chu)反(fan)激(ji)所(suo)需(xu)存(cun)儲(chu)的(de)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)的(de)功(gong)率(lv)，因(yin)此(ci)
，與(yu)同(tong)等(deng)功(gong)率(lv)的(de)反(fan)激(ji)設(she)計(ji)相(xiang)比(bi)，倒(dao)置(zhi)降(jiang)壓(ya)設(she)計(ji)的(de)占(zhan)地(di)麵(mian)積(ji)要(yao)小(xiao)得(de)多(duo)。

 

圖4 降壓和反激拓撲中電流波形的比較

 

當不需要隔離時
，反激拓撲並不總是低功耗離線應用的最佳解決方案。倒置降壓可以提供更高的效率和更低的BOM成本，因為您可以使用一個可能更小的變壓器/電感器。對於電力電子器件設計人員來說
，重要的是要考慮所有可能的拓撲解決方案
，以確定最適合給定規格的拓撲。

 

（來源：John Dorosa是德州儀器公司的應用工程師）