倒置降压器怎样解决交流电源非隔离反激器的拓扑选择?


原标题:倒置降压器怎样解决交流电源非隔离反激器的拓扑选择?
倒置降压器在解决交流电源非隔离反激器的拓扑选择问题时,提供了一种高效且低成本的替代方案。以下是对倒置降压器如何解决这一问题的详细解释:
一、非隔离反激器的局限性
反激拓扑通常是低功耗离线转换器的首选,因为它具有物料清单(BOM)数量较少、功率级元件简单以及变压器可以处理较宽输入电压范围等优点。然而,如果不需要隔离功能,反激拓扑可能不是最佳选择。这是因为反激拓扑在能量传递过程中存在一些固有的效率损失和铜利用率不高的问题。
二、倒置降压器的优势
倒置降压拓扑在不需要隔离功能时,可以提供更高的效率和更低的BOM成本。以下是倒置降压器相对于反激拓扑的几个主要优势:
更高的效率:倒置降压拓扑中的漏电能在FET(场效应晶体管)关断期间通过二极管传递到输出端,减少了元件数量并提高了效率。相比之下,反激拓扑中的漏感能量需要使用额外的元件(如齐纳二极管或电阻电容网络)进行耗散。
更低的BOM成本:倒置降压拓扑使用更少的元件,因为它只有一个绕组来传输电能,所以所有的电能传输电流都会通过这个绕组,实现了良好的铜利用率。而反激拓扑则需要更多的铜来提供相同的输出功率,因为电流在FET导通和关断期间会在一次绕组和二次绕组之间切换。
更小的尺寸:由于倒置降压拓扑具有更高的效率和更好的铜利用率,所以可以使用更小的变压器/电感器。这导致倒置降压设计的尺寸比相同功率的反激设计要小得多。
三、倒置降压器的应用实例
在实际应用中,倒置降压拓扑已经被广泛用于低功耗AC/DC转换。例如,在智能灯开关等终端设备中,用户可以通过智能手机应用程序进行控制,而不需要接触到暴露的电压。在这种情况下,倒置降压拓扑提供了一个高效且低成本的解决方案,因为它不需要隔离功能,同时可以提供稳定的输出电压。
四、倒置降压器的设计要点
在设计倒置降压拓扑时,需要注意以下几点:
选择合适的控制器:具有集成式FET和初级侧调节的控制器可以创建一个小型的倒置降压解决方案。例如,UCC28910等反激开关电源IC可以用于设计倒置降压拓扑。
优化磁性元件的设计:倒置降压拓扑中的磁性元件(如电感器)需要仔细设计,以确保其能够处理所需的输入电压范围和输出功率。同时,需要注意磁性元件的尺寸和重量,以满足终端设备的要求。
考虑散热问题:虽然倒置降压拓扑具有更高的效率,但在高功率密度应用中仍然需要考虑散热问题。可以通过使用散热片、风扇等散热元件来降低温度,确保系统的稳定运行。
综上所述,倒置降压器通过提供更高的效率、更低的BOM成本和更小的尺寸,解决了交流电源非隔离反激器的拓扑选择问题。在实际应用中,倒置降压拓扑已经被广泛用于低功耗AC/DC转换等场合,为电力电子领域的设计人员提供了一种有效的解决方案。
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