在 AC-DC 應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)偏置電源的3種選項(xiàng)

作者：Sheng-yang Yu1

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(guò)，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。

偏置電源有幾種設(shè)計(jì)方法。今天，我將介紹在 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。

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(guò)，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。

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。

降壓偏置電源

在電子儀表計(jì)量等特定應(yīng)用中，無(wú)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(lái)說(shuō)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。

可以在 PowerLab 參考設(shè)計(jì)庫(kù)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(wú)變壓器偏置電源

PMP9087 — 85VAC-265VAC 輸入、12V/200mA 無(wú)變壓器偏置電源

PMP9176 — 50VAC-275VAC 輸入、9V、1.1W 無(wú)變壓器偏置電源