實(shí)現(xiàn)低功耗偏置電源設(shè)計(jì):線性、降壓或反激式?
發(fā)布時(shí)間:2015-01-14 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】偏置電源有幾種設(shè)計(jì)方法。本文將介紹在 AC-DC 應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)偏置電源的 3 種選項(xiàng):線性、降壓轉(zhuǎn)換器或反激式轉(zhuǎn)換器。
偏置電源在電源中很重要。在電源內(nèi)部,需要偏置電源給 IC 加電。在電源外部,可能需要偏置電源給系統(tǒng)中的 MCU 和/或其它局部電源加電。
很多低電壓 IC(額定電壓小于 100V DC)都將偏置電源集成到該 IC 內(nèi)部。不過,對(duì)于 AC-DC 電源而言事情會(huì)變得更加復(fù)雜,因?yàn)楝F(xiàn)在需要處理高很多的輸入電壓。
在 AC-DC 應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)偏置電源的 3 種選項(xiàng):
1、線性偏置電源
BJT 線性電路可提供一款組件數(shù)量最少的簡(jiǎn)單偏置電源解決方案。不過,使用該方案的主要缺點(diǎn)是效率低。
圖1:BJT 線性偏置電源
在圖 1 的實(shí)例中,要使用通用 AC 輸入(85VAC 至 264VAC)實(shí)現(xiàn) 12V/50mA 的偏置電源,需要為 R2 應(yīng)用 2kΩ 的最大電阻器。即便使用串聯(lián)電阻器,仍需補(bǔ)償 BJT 上的損耗,在輸入為 264VAC 時(shí)其可高達(dá) 5W。
2、反激式偏置電源
反激式轉(zhuǎn)換器偏置電源(如圖 2 中的 PMP8764)是常用的偏置電源解決方案,不僅提供安全隔離,而且還能提供多個(gè)偏置輸出。
圖2:反激式偏置電源
由于采用一次側(cè)穩(wěn)壓 (PSR) 技術(shù),因此光耦合器和補(bǔ)償電路可從反激式偏置電源中移除,同時(shí)還可保持 5% 的輸出穩(wěn)壓。
3、降壓偏置電源
在電子儀表計(jì)量等特定應(yīng)用中,無需隔離,而且反激式轉(zhuǎn)換器中的定制變壓器對(duì)于成本敏感型市場(chǎng)來說太貴。在這種情況下,降壓轉(zhuǎn)換器(如圖 3 中的 PMP9087)是實(shí)現(xiàn)低成本偏置電源解決方案的更好選項(xiàng),因?yàn)槭褂玫氖菢?biāo)準(zhǔn)電感器。此外,使用 PSR 控制器(UCC28700 系列)還可實(shí)現(xiàn)快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng),因?yàn)?PSR 控制器具有逐周期電壓傳感特性。
圖3:降壓偏置電源
對(duì)于需要低輸出電壓(9V 或更低)偏置電源的應(yīng)用,p 通道 MOSFET 降壓轉(zhuǎn)換器(如圖 4 中的 PMP5412)是反激式偏置電源的完美替代方案。
圖4:反激式偏置電源的完美替代方案
可以在 PowerLab 參考設(shè)計(jì)庫中找到更多偏置電源解決方案,下列是一些設(shè)計(jì)實(shí)例:
低功耗反激式偏置電源解決方案:
PMP8968 — 176VAC-263VAC 輸入、5.5V/250mA 偏置電源
PMP9059 — 90VAC-265VAC 輸入、15V/250mA 偏置電源
PMP9066 — 96VAC-768VAC 輸入、20V/550mA 偏置電源
PMP9235 — 90VAC-132VAC 輸入、5V/250mA 偏置電源
低功耗降壓偏置電源解決方案:
PMP5412 — 120VAC-250VAC 輸入、5V/0.75A 無變壓器偏置電源
PMP9087 — 85VAC-265VAC 輸入、12V/200mA 無變壓器偏置電源
PMP9176 — 50VAC-275VAC 輸入、9V、1.1W 無變壓器偏置電源
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