錯位降壓對小輸出功率AC/DC電源模塊轉換有哪些優勢？
發布時間：2020-05-13 11:15:22 瀏覽：1926
針對離線電源模塊而言，反激拓撲結構是一種合理性的解決方案。然而，一旦設計方案的終端設備應用領域不需要隔離，那么與之相比較，離線錯位降壓拓撲結構具備更高的高效率，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，也稱之為交流電源模塊。伴隨著越來越多的產品將常見的日常功能集合在內，各個領域對輸出工作能力在1W以下的小輸出功率離線轉換器的要求也越來越大。針對這些應用領域，最重要的設計方案方面是高效率、集成和低成本。
在確定拓撲結構時，反激拓撲結構通常是所有小輸出功率離線轉換器的最佳選擇。然而，一旦不需要隔離，這就將會不是最好的方法。如果終端設備是一個智能燈開關，消費者能夠利用智能手機的app開展操縱，那么在這些情況下，消費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。
針對離線電源模塊而言，反激拓撲結構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元器件，而且電力變壓器在設計方案上能夠解決較寬的輸入工作電壓范圍。然而，一旦設計方案的終端設備應用領域不需要隔離呢？如果是那樣的話，充分考慮到輸入是離線的，設計方案人員將會依然愿意應用反激拓撲結構。帶集成化場效應晶體管(FET)和初中級側調整的智能控制器能夠建立小型的反激解決方案。
應用UCC28910反激開關電源電路模塊IC的非隔離反激設計方案，可將AC轉換為DC，但離線錯位拓撲結構能夠更有效地完成各項任務。
錯位降壓的輸出功率級和反激電源模塊一樣，它包括兩個電子開關、一個磁性元器件(是一個輸出功率電感器而不是電力變壓器)和兩個電力電容器。簡而言之，錯位降壓拓撲結構相似于降壓轉換器。電源開關產生一個接近輸入工作電壓和地之間的電源開關波型，隨后利用電感電容互聯網濾波。區別取決于輸出電壓穩壓成低于輸入工作電壓的電位差。即便輸出“浮動”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。
將FET設置在低側，反激智能控制器就可以直接對它驅動。錯位降壓拓撲結構應用UCC28910反激開關電源電路模塊IC設計方案。1:1耦合電感器充當磁電子開關。一次電機繞線充當輸出功率級的電感器。二次電機繞線為智能控制器提供定時和輸出電壓調整信息，并為智能控制器的本地偏置電源模塊(VDD)電力電容器充電。
反激拓撲結構的一個缺陷是能量轉換按照電力變壓器傳遞的形式。這類拓撲結構在FET的導通時間段內將能量轉換儲存在氣隙中，隨后在FET的關閉時間段內將其傳輸數據到次級。實際的電力變壓器在初級側會出現一定的漏感。當能量轉移到次級側時，剩余的能量轉換會儲存在漏感中。這個能量轉換是不能用的，必須使用齊納二極管或電阻電容互聯網開展損耗。
在降壓拓撲結構中，短路能在FET的關閉時間段內按照二極管D7傳遞到輸出端。如此能夠降低電子元器件數量并提高工作效率。
另一個區別是每一個磁性元器件的設計和傳輸數據損耗。由于錯位降壓拓撲結構只有一個繞阻來傳輸數據電磁能，因而各種的電磁能傳輸數據電流量都會按照它，這就完成了良好的銅使用率。反激拓撲結構則不具備這么好的銅使用率。當FET導通時，電流量按照一次繞阻，而二次繞阻中卻沒有。當FET關閉時，電流量按照二次繞阻，而一次繞阻中卻沒有。因而，在反激式設計中，電力變壓器要儲存大量的能量轉換，并且必須使用大量的銅來提供同樣的額定功率。
對具備同樣輸入、輸出規格型號的降壓轉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展了相對比較。降壓轉化器電感器的波型在左側的單獨藍色框中，反激轉化器的原、副邊繞阻在右側的兩個紅色框中。
針對各種波型而言，傳輸數據損耗能夠按均方根電流量的平方乘以繞阻電阻的形式來估算。由于降壓轉化器只有一個繞阻，因而磁場中的總傳輸數據損耗便是這一個繞阻的損耗。盡管，反激轉化器的總傳輸數據損耗是原、副邊繞阻損耗之和。除此之外，在同樣的功率水平下，反激轉化器中磁性元器件的物理規格要比錯位降壓設計更大。
按照計算，錯位降壓設計所需儲存的電磁能僅為反激設計的1/4。因而，與同樣功率的反激設計相比較，錯位降壓設計的規格要小得多。
當無需隔離時，反激拓撲結構并不總是小功率離線應用領域的最佳解決方案。錯位降壓拓撲結構由于能夠使用更小的電力變壓器/電感器，因而能夠提供更強的效率和更低的BOM成本費用。針對電力電子行業領域的設計工作人員而言，針對給定的規格型號，必須要考慮各種可能的拓撲結構解決方案，進而明確最佳配對。
深圳市立維創展科技是一家專注代理經銷商，主要提供微波功率放大器芯片和進口電源模塊產品，代理品牌包含AMCOM、PICO、Cyntec、CUSTOM MMIC、RF-LAMBDA、ADI、QORVO、MA-COM、SOUTHWEST西南微波等，立維創展致力為客戶提供高品質、高質量、價格公正的微波元器件產品。
