离线电源是最常见的电源之一，也称为交流电源。跟着旨在集成典型家用功用的产品数量的添加，对所需输出才能小于1瓦的低功率离线转化器的需求也越来越大。关于这些运用程序，最重要的规划方面是功率、集成和低本钱。
在决议拓扑结构时，反激通常是任何低功耗离线转化器的首选。可是，假如不需求阻隔，这或许不是最好的办法。假定终端设备是一个智能灯开关，用户能够经过智能手机的运用程序进行操控。在这种情况下，用户在操作过程中不会接触到露出的电压，因而不需求阻隔。
关于离线电源来说，反激拓扑是一个合理的解决方案，由于它的物料清单（BOM）计数较低，只要少量功率级元件，而且变压器的规划能够处理较宽的输入电压规模。可是，假如规划的终端运用不需求阻隔呢？假如是这样的话，考虑到输入是离线的，规划师或许依然会想要运用反激。带集成场效应晶体管（FET）和初级侧调理的操控器会发生小的反激解决方案。
图1显现了运用带初级侧调理的UCC28910反激开关的非阻隔反激的示例示意图。尽管这是一个可行的挑选，但与具有较低BOM计数的反激比较，离线倒置降压拓扑将具有更高的功率。在这篇电源办理规划小贴士中，我将讨论用于低功耗AC/DC转化的倒置降压。
图1 这种运用UCC28910反激开关的非阻隔反激规划可将AC转化为DC，但离线倒置拓扑能够更有效地完结此项工作
图2显现了倒置降压的功率级。像反激相同，它有两个开关元件，一个磁性元件（单电源电感器而不是变压器）和两个电容器。望文生义，倒置降压拓扑相似于降压转化器。开关在输入电压和接地之间发生一个开关波形，然后由电感电容网络滤除。差异在于输出电压被调理为低于输入电压的电位。即便输出“起浮”在输入电压以下，它依然能够正常为下流电子器件供电。
图2 倒置降压功率级的简化示意图
将场效应晶体管放在低侧意味着它能够直接从反激操控器驱动。图3显现了一个运用UCC28910反激开关的倒置降压。1对1耦合电感器作为磁开关元件。一次绕组作为功率级电感器。二次绕组向操控器供给守时和输出电压调理信息，并为操控器的部分偏置电源（VDD）电容器充电。
图3 一个运用UCC28910反激开关的倒置降压规划示例
反激拓扑的一个缺陷是能量经过变压器传递的方法。这种拓扑在场效应管的接通时间内将能量存储在气隙中，并在场效应管的断开时间内将其传输到次级。实践的变压器在初级侧会有一些漏感。当能量转移到次级侧时，剩下的能量储存在漏感中。这种能量是不可用的，且需求运用齐纳二极管或电阻电容网络进行耗散。
在降压拓扑中，漏能经过二极管D7在场效应管断开期间传递到输出端。这样能够削减组件数量并提高功率。
另一个差异是每个磁性元件的规划和传导损耗。由于一个倒置降压只要一个绕组来传输功率，所以一切的功率传输电流都经过它，这就供给了杰出的铜运用率。反激则不具有那么好的铜运用率。当场效应管接通时，电流经过一次绕组而不是二次绕组。当场效应管断开时，电流经过二次绕组而不是一次绕组。因而，更多的能量储存在变压器中，而且在反激规划中运用更多的铜来供给相同的输出功率。
图4比较了具有相同输入和输出标准的降压电感器和反激变压器的一次和二次绕组的电流波形。降压电感器波形在左边的单个蓝色框中，反激的一次绕组和二次绕组在右侧的两个赤色框中。
关于每个波形，传导损耗核算为均方根电流平方乘以绕组电阻。由于降压只要一个绕组，所以磁场中的总传导损耗便是一个绕组的损耗。但是，反激的总传导损耗是一次绕组和二次绕组损耗之和。此外，反激中磁场的物理尺度将比在相似功率水平下的倒置降压规划更大。任一组件的储能等于½ L × IPK2。
关于图4所示的波形，我核算出倒置降压只需求存储反激所需存储的四分之一的功率，因而，与平等功率的反激规划比较，倒置降压规划的占地面积要小得多。
图4 降压和反激拓扑中电流波形的比较
当不需求阻隔时，反激拓扑并不总是低功耗离线运用的最佳解决方案。倒置降压能够供给更高的功率和更低的BOM本钱，由于您能够运用一个或许更小的变压器/电感器。关于电力电子器件规划人员来说，重要的是要考虑一切或许的拓扑解决方案，以确认最适合给定标准的拓扑。
John Dorosa是德州仪器公司的运用工程师。
