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电源设计中降压会对小功率ACDC转换有哪些影响
李鸿
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对于离线电源来说，反激拓扑是一种合理的解决方案。但是，如果设计的终端应用不需要隔离，那么与之相比，离线倒置降压拓扑具有更高的效率，并且 BOM 数量更少。这篇电源设计的文章，将会探讨倒置降压对于小功率 AC/DC 转换的优势。离线式电源是最常见的电源之一，也称为交流电源。随着越来越多的产品将典型的家庭功能集成在内，业界对输出能力在 1W 以下的小功率离线转换器的需求也越来越大。对于这些应用，最重要的设计方面是效率、集成和低成本。在决定拓扑结构时，反激拓扑通常是任何小功率离线转换器的首选。但是，如果不需要隔离，这就可能不是最好的方法。假设终端设备是一个智能灯开关，用户可以通过智能手机的 app 进行控制，那么在这种情况下，用户在操作过程中不可能接触到暴露的电压，因此就不需要隔离。对于离线电源来说，反激拓扑是一种合理的解决方案，因为其物料清单（BOM）数量较少，只有少数功率级元件，并且变压器在设计上可以处理较宽的输入电压范围。但是，如果设计的终端应用不需要隔离呢？如果是这样的话，考虑到输入是离线的，设计人员可能仍然想要使用反激拓扑。带集成式场效应晶体管（FET）和初级侧调节的控制器可以创建小型的反激解决方案。图 1 给出的非隔离反激转换器的典型原理图，使用带初级侧调节的 UCC28910 反激式开关电源 IC 进行设计。虽然这个方案可行，但与反激电源相比，离线倒置降压拓扑具有更高的效率，并且 BOM 数量更少。这篇电源设计的文章，将会探讨倒置降压对于小功率 AC/DC 转换的优势。
图 1：这种使用 UCC28910 反激开关电源 IC 的非隔离反激设计，可将 AC 转换为 DC，但离线倒置拓扑可以更有效地完成此项工作。图 2 画出了倒置降压的功率级。和反激电源一样，它包含两个开关元件、一个磁性元件（是一个功率电感器而不是变压器）和两个电容器。顾名思义，倒置降压拓扑类似于降压转换器。开关产生一个介于输入电压和地之间的开关波形，然后通过电感电容网络滤波。区别在于输出电压稳压成低于输入电压的电位。即使输出“浮动”在输入电压以下，它仍然可以正常为下游电子电路供电。
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