倒置降壓器怎樣解決交流電源非隔離反激器的拓撲選擇?


原標題:倒置降壓器怎樣解決交流電源非隔離反激器的拓撲選擇?
倒置降壓器在解決交流電源非隔離反激器的拓撲選擇問題時,提供了一種高效且低成本的替代方案。以下是對倒置降壓器如何解決這一問題的詳細解釋:
一、非隔離反激器的局限性
反激拓撲通常是低功耗離線轉換器的首選,因為它具有物料清單(BOM)數量較少、功率級元件簡單以及變壓器可以處理較寬輸入電壓范圍等優點。然而,如果不需要隔離功能,反激拓撲可能不是最佳選擇。這是因為反激拓撲在能量傳遞過程中存在一些固有的效率損失和銅利用率不高的問題。
二、倒置降壓器的優勢
倒置降壓拓撲在不需要隔離功能時,可以提供更高的效率和更低的BOM成本。以下是倒置降壓器相對于反激拓撲的幾個主要優勢:
更高的效率:倒置降壓拓撲中的漏電能在FET(場效應晶體管)關斷期間通過二極管傳遞到輸出端,減少了元件數量并提高了效率。相比之下,反激拓撲中的漏感能量需要使用額外的元件(如齊納二極管或電阻電容網絡)進行耗散。
更低的BOM成本:倒置降壓拓撲使用更少的元件,因為它只有一個繞組來傳輸電能,所以所有的電能傳輸電流都會通過這個繞組,實現了良好的銅利用率。而反激拓撲則需要更多的銅來提供相同的輸出功率,因為電流在FET導通和關斷期間會在一次繞組和二次繞組之間切換。
更小的尺寸:由于倒置降壓拓撲具有更高的效率和更好的銅利用率,所以可以使用更小的變壓器/電感器。這導致倒置降壓設計的尺寸比相同功率的反激設計要小得多。
三、倒置降壓器的應用實例
在實際應用中,倒置降壓拓撲已經被廣泛用于低功耗AC/DC轉換。例如,在智能燈開關等終端設備中,用戶可以通過智能手機應用程序進行控制,而不需要接觸到暴露的電壓。在這種情況下,倒置降壓拓撲提供了一個高效且低成本的解決方案,因為它不需要隔離功能,同時可以提供穩定的輸出電壓。
四、倒置降壓器的設計要點
在設計倒置降壓拓撲時,需要注意以下幾點:
選擇合適的控制器:具有集成式FET和初級側調節的控制器可以創建一個小型的倒置降壓解決方案。例如,UCC28910等反激開關電源IC可以用于設計倒置降壓拓撲。
優化磁性元件的設計:倒置降壓拓撲中的磁性元件(如電感器)需要仔細設計,以確保其能夠處理所需的輸入電壓范圍和輸出功率。同時,需要注意磁性元件的尺寸和重量,以滿足終端設備的要求。
考慮散熱問題:雖然倒置降壓拓撲具有更高的效率,但在高功率密度應用中仍然需要考慮散熱問題。可以通過使用散熱片、風扇等散熱元件來降低溫度,確保系統的穩定運行。
綜上所述,倒置降壓器通過提供更高的效率、更低的BOM成本和更小的尺寸,解決了交流電源非隔離反激器的拓撲選擇問題。在實際應用中,倒置降壓拓撲已經被廣泛用于低功耗AC/DC轉換等場合,為電力電子領域的設計人員提供了一種有效的解決方案。
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