【導(dǎo)讀】不同種類的電源電壓存在于工業(yè)應(yīng)用和工廠自動化領(lǐng)域。電源電壓常見的種類有24伏交流（VAC）電壓、24伏直流（VDC）電壓、110VAC電壓、230VAC電壓，介于它們之間的電壓也比較常見。但是電子設(shè)備制造商常常由于成本原因不愿意為不同的輸入電壓去制造不同的電源。
本文設(shè)計的是一種具有超寬輸入電壓范圍（19至265VAC和19至375VDC）的小功率（在500mW的范圍內(nèi)）反激式轉(zhuǎn)換器。該小功率反激式參考設(shè)計需要具備兩路輸出。一個輸出軌提供微控制器與模擬電路（電流為15mA時電壓為5.0V）；另一個輸出軌則在電流為40mA時提供12.0V的電壓以控制繼電器。因為輸入和兩路輸出需要2.5kV的隔離電壓，所以筆者首先想到了結(jié)構(gòu)簡單、廣為人知的反激式轉(zhuǎn)換器。
圖1展示了這種轉(zhuǎn)換器——包括輸入濾波器、整流器、啟動電路以及次級側(cè)上的控制器線性穩(wěn)壓器。
圖1：反激式轉(zhuǎn)換器方框圖
寬輸入電壓范圍不僅對控制器來說是個挑戰(zhàn)，對該變壓器的設(shè)計而言也是一大難題。對于小功率應(yīng)用，反激式轉(zhuǎn)換器經(jīng)過設(shè)計要能在非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCCM）下工作，以便實(shí)現(xiàn)小的解決方案尺寸，因為耦合電感器的電感也比較小。這種運(yùn)行模式下的峰值電流比連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）下的峰值電流大——但它們?nèi)匀幌鄬^小，原因是功率很小。對于較大功率的應(yīng)用，反激式轉(zhuǎn)換器則通常在CCM模式下工作。乍一看DCCM似乎是適合該反激式設(shè)計的模式，輸出功率大約為500mW。
為避免在輸入電壓的上限范圍內(nèi)出現(xiàn)大的開關(guān)損耗，開關(guān)頻率應(yīng)相對較低。在該設(shè)計中，它被設(shè)置為130kHz，以便讓基波低于電磁干擾（EMI）測量的下限150kHz。如果假定該轉(zhuǎn)換器只在DCCM模式下工作，那么占空比在這樣一個范圍內(nèi)：從70％直到4％（匝數(shù)比為3.58：1，750μH的初級電感）。為了減少組件應(yīng)力，您應(yīng)該通過讓匝數(shù)比保持不變并將初級電感變?yōu)?mH來增加最小占空比。現(xiàn)在，對于低輸入電壓，該轉(zhuǎn)換器在CCM模式下運(yùn)行；對于高輸入電壓，該轉(zhuǎn)換器則在DCCM模式下運(yùn)行。
圖2：具有超寬輸入電壓范圍的小功率反激式TIDesigns參考設(shè)計
相關(guān)閱讀：
設(shè)計總結(jié)：模擬電路中三極管電路設(shè)計
技術(shù)詳解：MCU獨(dú)立按鍵消抖動模擬電路設(shè)計
精彩博文：基于模擬電路設(shè)計的點(diǎn)點(diǎn)分享
