简单的降压转换器对于低功率电源非常有用,且性价比高,适用于输入至输出隔离非必需的应用。而在离线主电源中,由于转换器输出电压较低,输入至输出电压差过高,增加了降压转换器中的峰值-平均电流比,导致电源元件工作的占空比极低,并通常会降低能效和电路性能。本文介绍一种解决方案,即利用抽头式降压输出扼流圈来解决这些问题。
降压转换器工作
图1所示为300mA、12V输出电压(功率3.6W)的传统离线降压转换器。该转换器采用了安森美半导体的集成MOSFET的NCP1014单片电流模式控制器,使电路最简洁;当然,也可以采用分立控制器NCP1216和一个独立的MOSFET来配置。稳压和反馈由齐纳二极管Z1、相关电阻R2和R3及光耦合器U2所构成的简单网络来达成。需要光耦合器是因为NCP1014控制器的接地位于开关节点,而光反馈是克服相关的dV/dt和其他类型分立反馈和/或电压偏置电路相关高压问题的最简单、最经济方法。这个电路图还包括一个简单的传导型电磁干扰(EMI)滤波器,含C1、C2、L1和C3构成的π网络。
图1离线降压转换器带传统电感
如同典型的降压工作,大电容C3两端的离线电压为U1的内部MOSFET漏极(引脚3)提供直流电平,MOSFET的源极(引脚4)会控制直流电平的开和关,并提供给由电感L2和电容C4组成的滤波器。这个由电感L2和电容C4组成的L/C输出滤波器通过由Z1/U2组成的电压感测/反馈电路和U1中的脉宽调制(PWM),将开关矩阵波形均化为C4所需的直流输出电压。当U1中的MOSFET处于关断状态时,续流二极管D5为L2续流。