針對(duì)離線電源模塊而言，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種合理性的解決方案。然而，一旦設(shè)計(jì)方案的終端設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域不需要隔離，那么與之相比較，離線錯(cuò)位降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具備更高的高效率，而且BOM總量更少。
離線式電源模塊是最常用的電源模塊之一，也稱(chēng)之為交流電源模塊。伴隨著越來(lái)越多的產(chǎn)品將常見(jiàn)的日常功能集合在內(nèi)，各個(gè)領(lǐng)域?qū)敵龉ぷ髂芰υ?/span>1W以下的小輸出功率離線轉(zhuǎn)換器的要求也越來(lái)越大。針對(duì)這些應(yīng)用領(lǐng)域，最重要的設(shè)計(jì)方案方面是高效率、集成和低成本。
在確定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常是所有小輸出功率離線轉(zhuǎn)換器的最佳選擇。然而，一旦不需要隔離，這就將會(huì)不是最好的方法。如果終端設(shè)備是一個(gè)智能燈開(kāi)關(guān)，消費(fèi)者能夠利用智能手機(jī)的app開(kāi)展操縱，那么在這些情況下，消費(fèi)者在操作流程中不太可能接觸到暴露的工作電壓，因而就不需要隔離。
針對(duì)離線電源模塊而言，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種合理性的解決方案，由于其物料清單(BOM)總量較少，僅有少部分輸出功率級(jí)元器件，而且電力變壓器在設(shè)計(jì)方案上能夠解決較寬的輸入工作電壓范圍。然而，一旦設(shè)計(jì)方案的終端設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域不需要隔離呢？如果是那樣的話(huà)，充分考慮到輸入是離線的，設(shè)計(jì)方案人員將會(huì)依然愿意應(yīng)用反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。帶集成化場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)和初中級(jí)側(cè)調(diào)整的智能控制器能夠建立小型的反激解決方案。
應(yīng)用UCC28910反激開(kāi)關(guān)電源電路模塊IC的非隔離反激設(shè)計(jì)方案，可將AC轉(zhuǎn)換為DC，但離線錯(cuò)位拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠更有效地完成各項(xiàng)任務(wù)。
錯(cuò)位降壓的輸出功率級(jí)和反激電源模塊一樣，它包括兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)、一個(gè)磁性元器件(是一個(gè)輸出功率電感器而不是電力變壓器)和兩個(gè)電力電容器。簡(jiǎn)而言之，錯(cuò)位降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相似于降壓轉(zhuǎn)換器。電源開(kāi)關(guān)產(chǎn)生一個(gè)接近輸入工作電壓和地之間的電源開(kāi)關(guān)波型，隨后利用電感電容互聯(lián)網(wǎng)濾波。區(qū)別取決于輸出電壓穩(wěn)壓成低于輸入工作電壓的電位差。即便輸出“浮動(dòng)”在輸入工作電壓以下，它依然能夠正常為下游電子線路供電系統(tǒng)。
將FET設(shè)置在低側(cè)，反激智能控制器就可以直接對(duì)它驅(qū)動(dòng)。錯(cuò)位降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用UCC28910反激開(kāi)關(guān)電源電路模塊IC設(shè)計(jì)方案。1:1耦合電感器充當(dāng)磁電子開(kāi)關(guān)。一次電機(jī)繞線充當(dāng)輸出功率級(jí)的電感器。二次電機(jī)繞線為智能控制器提供定時(shí)和輸出電壓調(diào)整信息，并為智能控制器的本地偏置電源模塊(VDD)電力電容器充電。
反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個(gè)缺陷是能量轉(zhuǎn)換按照電力變壓器傳遞的形式。這類(lèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在FET的導(dǎo)通時(shí)間段內(nèi)將能量轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存在氣隙中，隨后在FET的關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)將其傳輸數(shù)據(jù)到次級(jí)。實(shí)際的電力變壓器在初級(jí)側(cè)會(huì)出現(xiàn)一定的漏感。當(dāng)能量轉(zhuǎn)移到次級(jí)側(cè)時(shí)，剩余的能量轉(zhuǎn)換會(huì)儲(chǔ)存在漏感中。這個(gè)能量轉(zhuǎn)換是不能用的，必須使用齊納二極管或電阻電容互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展損耗。
在降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，短路能在FET的關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)按照二極管D7傳遞到輸出端。如此能夠降低電子元器件數(shù)量并提高工作效率。
另一個(gè)區(qū)別是每一個(gè)磁性元器件的設(shè)計(jì)和傳輸數(shù)據(jù)損耗。由于錯(cuò)位降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只有一個(gè)繞阻來(lái)傳輸數(shù)據(jù)電磁能，因而各種的電磁能傳輸數(shù)據(jù)電流量都會(huì)按照它，這就完成了良好的銅使用率。反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則不具備這么好的銅使用率。當(dāng)FET導(dǎo)通時(shí)，電流量按照一次繞阻，而二次繞阻中卻沒(méi)有。當(dāng)FET關(guān)閉時(shí)，電流量按照二次繞阻，而一次繞阻中卻沒(méi)有。因而，在反激式設(shè)計(jì)中，電力變壓器要儲(chǔ)存大量的能量轉(zhuǎn)換，并且必須使用大量的銅來(lái)提供同樣的額定功率。
對(duì)具備同樣輸入、輸出規(guī)格型號(hào)的降壓轉(zhuǎn)化器電感器和反激電力變壓器的原、副邊繞阻的電流量波型開(kāi)展了相對(duì)比較。降壓轉(zhuǎn)化器電感器的波型在左側(cè)的單獨(dú)藍(lán)色框中，反激轉(zhuǎn)化器的原、副邊繞阻在右側(cè)的兩個(gè)紅色框中。
針對(duì)各種波型而言，傳輸數(shù)據(jù)損耗能夠按均方根電流量的平方乘以繞阻電阻的形式來(lái)估算。由于降壓轉(zhuǎn)化器只有一個(gè)繞阻，因而磁場(chǎng)中的總傳輸數(shù)據(jù)損耗便是這一個(gè)繞阻的損耗。盡管，反激轉(zhuǎn)化器的總傳輸數(shù)據(jù)損耗是原、副邊繞阻損耗之和。除此之外，在同樣的功率水平下，反激轉(zhuǎn)化器中磁性元器件的物理規(guī)格要比錯(cuò)位降壓設(shè)計(jì)更大。
按照計(jì)算，錯(cuò)位降壓設(shè)計(jì)所需儲(chǔ)存的電磁能僅為反激設(shè)計(jì)的1/4。因而，與同樣功率的反激設(shè)計(jì)相比較，錯(cuò)位降壓設(shè)計(jì)的規(guī)格要小得多。
當(dāng)無(wú)需隔離時(shí)，反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并不總是小功率離線應(yīng)用領(lǐng)域的最佳解決方案。錯(cuò)位降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由于能夠使用更小的電力變壓器/電感器，因而能夠提供更強(qiáng)的效率和更低的BOM成本費(fèi)用。針對(duì)電力電子行業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作人員而言，針對(duì)給定的規(guī)格型號(hào)，必須要考慮各種可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)解決方案，進(jìn)而明確最佳配對(duì)。
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