规划5V以外电源的小功率USB电路时，有必要确认是运用独立电池，仍是运用来自主机的小型电源。假如电路需求大于5V的双轨电源(如选用了根据运放的外表放大器)，或有必要用于便携核算机如笔记本电脑上，则问题就更杂乱了。
USB2.0规范规则了对衔接设备的功率要求，即耗电最大100mA，视为小功率；耗电最大500mA，则视为大功率。本文所述电路原用于一个热致发光(TL)仪器规划，规划中的微操控器、USB接口操控器，以及10个运放均作为小功率器材，从一个USB端口取得悉数电源。
设备的运转需求有高功能、低噪声拾取，使体系射频辐射尽或许低。在建立电路曾经，做过仿真与验证，然后用于TL体系。本规划的吸引力在于，因为它选用的是常见元器材，提高了可重复性，一起降低了本钱。
图1
电路运转原理根据反激概念(图1)，运转期间，一只小型变压器受一只脉冲调制555非稳电路的驱动，作业频率在115kHz~300kHz。高作业频率能够使电路的全体尺度较小，一起供给相对较高的功率输出以及杰出的调理性，使输出滤波更简单做到低纹波。
实践电路顶用一只MOSFET来完结开关。图1中，二极管对正的VOUT表现为正偏。将二极管和一个变压器绕组极性反向，就取得一个负的VOUT。电路作业在三个不同的相位。在相位一，开封闭合，因电流流过变压器初级，能量以磁场方式存储起来。二极管反偏，次级没有电流流过。
在相位二，开关翻开，二极管变成正偏，能量从磁场传送给电容C。在相位三，能量的转储完结，在开关漏源电容中存储的任何剩下电荷都被彻底开释。然后重复这个循环。
为更好地解说电路的作业原理，比较简单的办法是假定恰在时刻t=0曾经，滤波器电容现已放电到标称输出电压，而通过变压器初级线圈的电流为零。t=0 时，开封闭合，电流开端流经初级线圈。这样就会在次级线圈上发生一个电压，极性如图1所示。因为二极管是反偏，因此没有次级电流流过，次级线圈适当于开路。变压器初级端的作用就比如一个简易装的电感器。初级电流呈线性添加，公式如下：
在开封闭合期间，次级线圈上的感应电压为nVCC。因此，二极管有必要接受的最小反偏电压为(nVCC+VOUT)。过了既定时刻后，开关翻开。在实践电路中，这适当于MOSFET被封闭。假定初级线圈中的电流在该时刻为IPK，则电感器中存储的磁场能量就等于：
因为初级线圈与次级线圈之间的磁通量，当初级电路开路时，电感器中存储的但正在溃散的磁场在次级端中感应出了足够高的电压(》VOUT)，使二极管正偏。电流的初始值为I2=IPK/n。在二极管正偏期间，次级线圈上的电压将为(VOUT+0.7)。这也能够看作初级端电压向下变换为VOUT/n。因此，当开关翻开时，它有必要接受的实践电压是：
这个公式强调了反激转换器相对于有适当输入输出电压的升压转换器的优势，即当开关翻开时，降低了它有必要接受的电压。事实上，“关断”周期的电压降低到一个值，该值由变压器线圈匝数比确认。这样就能够运用较低击穿电压的MOSFET。别的，在升压转换器拓扑中，二极管有必要一起接受“敞开”时的高电流，以及“关断”时的高反向电压。而在反激转换器中，次级端的二极管在电流较低时(IPK/n)，需求接受高电压。这样就答应运用较小电容的二极管，然后取得较快的开关速度，因此削减了能耗，提高了功率。
尽管这超出了咱们的电流规模，仍能够核算输出电压，办法是让L1中的能量输入量等于传送给负载RLOAD的能量。稳态时，输出与开关的占空比D以及开关作业的频率有关，即开路输出电压公式为：
在图2的实践电路中，能够找到图1根底反激电路的一切元件。不过，这儿做了一些微调，以完结更好的运转稳定性。例如，装备两只输出二极管，这样就能够取得双轨输出。别的，正电压轨反应由R4和R5构成的分压器采样，其电平由电容C2做平顺。一般的555非稳态作业时也或许发生输出波形，这是因为时序电容(C1)通过R1和R2的和，从VCC充电，并通过R2放电。在所运用的电阻值(即R2》》R1)下，占空比挨近50%。充电/放电电压被内部设定为 VCC/3和2VCC/3(即，假如在5V下运转，则分别为1.67V和3.33V)。没有反应时，图2中给出的开环输出电压约为20V。
反应作业原理如下：晶体管Q1关断，直到其基极电压(VBE)约为0.55V。这样，输出电压可按照以下公式核算：
因为反激的作用，输出电压继续升高，Q1被驱动得更凶猛，使其集电极电压下降。因为集电极衔接到555定时器的操控输入端，其标称的上限约为(2VCC/3)，所以使电容以相同的速率充放电，但处于一个狭隘的电压区间。其作用是，一起减小了用于驱动MOSFET开关的输出脉冲的开关次数。频率与占空比(D)上的净变化使VOUT下降，终究降低了反应电压，也削减了Q1的“导通”时刻。
电路需谨慎设置的其间一项是反激变压器。通过测验，多款克己变压器的作业功能杰出。终究确认的计划是从头运用一个RFI按捺电感的磁芯，它首要出现在电视机开关电源的电源输入端。变压器初级选用多股绕线，以削减串联电阻。例如，运用四股0.3mm绝缘铜线，严密环绕七匝，所得初级电感为30μH，测得电阻为0.03Ω。较低的线圈电阻削减了电感器在开关时发生的焦耳热，然后到达更高的功率。RS-Electronics(RS库存号647-9446，由Epcos出产)现有一款适用的、市场上能够买到的铁氧体磁芯和绕线骨架套件。
进一步的优化做法是，D1和D2选用大电流、高速、低正向压降的肖特基二极管。在MOSFET的栅极另加一只反偏二极管，以削减RFI。5VUSB线上加一个100mH扼流圈，也进一步降低了开关噪声。
图3 显现了转换器的上电瞬态呼应
鉴于咱们规划的意图，USB端口被作为一个5V电源，串接了一个10Ω电阻，以防最差情况下的500mA电流。100μF的去耦%&&&&&%C5用于避免在电源轨中发生开关噪声。在负载为50Ω时，测得的输出功率大约为72%，输出电压跌至±7.6V。输出也成功地衔接到78L05等线性稳压器以取得其它电压。在规划方面，能够进一步优化之处是用软件操控输出的切换。这儿咱们不做细述，但用一个独立的有源晶体管调理555的开或关的办法能够完结待机或激活操作。
