服務(wù)器、電信和工業(yè)系統(tǒng)中使用的大功率轉(zhuǎn)換器需要輔助電源來支持電源單元 (PSU) 的管理需求。由于對更高功率密度的需求不斷增長，這些 PSU 使用額外的附加卡來支持其輔助需求。

輔助電源通常為內(nèi)部控制電子設(shè)備、電壓和電流反饋傳感電子設(shè)備、系統(tǒng)風扇和偏置電源供電。它是一款隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，可生成多個隔離式輸出，為 5W 至 40W 的初級和次級側(cè)控制設(shè)備供電。圖 1 顯示了服務(wù)器 PSU 中輔助電源的典型用法。

圖 1：服務(wù)器 PSU 的系統(tǒng)框圖

輔助電源是包含電磁干擾 (EMI) 濾波器、二極管橋和大容量電容器的較大 PSU 的一部分。大容量電容器為我們提供了整流直流總線，使這些電源成為獨立的隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。輔助電源必須在很寬的負載范圍內(nèi)（10% 負載到滿負載）具有高效率，以幫助服務(wù)器 PSU 滿足 80 PLUS 白金/鈦標準、嚴格的監(jiān)管、低成本和低待機功耗，尺寸小盡可能保持高功率密度。輔助電源還需要在較寬的輸入范圍內(nèi)工作（從 100V 到 400V DC）；具有多個隔離輸出；并在所有條件下保持系統(tǒng)電子設(shè)備通電，以檢測欠壓、過壓和過流等故障。

拓撲選擇

在為輔助電源選擇 DC/DC 轉(zhuǎn)換器拓撲時，請牢記成本、效率、輸出的增強隔離要求和外形。由于您需要隔離輸出，因此您的選擇僅限于反激、正向、半橋/全橋和推挽轉(zhuǎn)換器。

輔助電源的功率水平通常較低，從 5W 到 40W 不等。由于成本、元件要求和更大的損耗，這種低功率電平要求消除了半橋/全橋和推挽轉(zhuǎn)換器。盡管反激式和正激式轉(zhuǎn)換器拓撲的效率相當，但正向拓撲在輸出端使用了一個額外的電感器，與反激式轉(zhuǎn)換器相比，這使得它體積更大，成本更高。

由于反激變壓器實際上是一個耦合電感器，通過它在初級和次級之間發(fā)生功率存儲和傳輸，因此您不需要單獨的電感器來存儲。并且由于其他相關(guān)電路很簡單，因此反激拓撲對于需要多個輸出的低功率電平轉(zhuǎn)換器來說是一種非常流行的拓撲。

實現(xiàn)七路輸出的輔助電源

適用于 AC/DC 電源的25W 效率 88% 多隔離輸出輔助電源參考設(shè)計展示了一個配備齊全的 25W 輔助電源平臺，使用準諧振 (QR) 谷底開關(guān)和初級側(cè)調(diào)節(jié) (PSR) 實現(xiàn)高效率. 此參考設(shè)計可在 120V 至 425V DC的寬 DC 輸入范圍內(nèi)提供 25W 的連續(xù)功率。它具有使用UCC28700谷底開關(guān) PSR CC-CV 反激控制器實現(xiàn)的反激功率級，以提供七個輸出：三個輸出參考變壓器的初級接地和四個完全隔離的輸出。

UCC28700系列反激式電源控制器提供恒壓(CV)和恒流(CC)輸出調(diào)節(jié)，而不需要使用光耦合器。該器件處理來自主電源開關(guān)和輔助反激繞組的信息，以精確控制輸出電壓和電流。低啟動電流，動態(tài)控制的工作狀態(tài)和定制的調(diào)制剖面支持非常低的待機功率，而不犧牲啟動時間或輸出瞬態(tài)響應(yīng)。

UCC28700系列中的控制算法允許運行效率達到或超過適用標準。輸出驅(qū)動接口到MOSFET電源開關(guān)。帶谷型開關(guān)的斷續(xù)導通模式(DCM)降低了開關(guān)損耗。開關(guān)頻率和一次電流峰值幅值(調(diào)頻和調(diào)幅)的調(diào)制使轉(zhuǎn)換效率在整個負載和線路范圍內(nèi)保持較高。

該控制器的最大開關(guān)頻率為130 kHz，并始終保持對變壓器峰值一次電流的控制。保護功能有助于保持主要和次要部件的應(yīng)力在檢查。UCC28700允許對電纜補償水平進行編程。UCC28701、UCC28702和UCC28703器件允許使用負溫度系數(shù)(NTC)電阻進行遠程溫度傳感，同時提供固定的電纜補償電平。

UCC28700 的谷底開關(guān)特性有助于此設(shè)計實現(xiàn)高效率。PSR 的使用消除了對光耦合器的需要，這減少了組件數(shù)量并有助于減小外形尺寸。另一個有助于減小整體設(shè)計尺寸的特性是工作頻率。UCC28700 的開關(guān)頻率最高可達 130kHz，從而減小了磁性元件的尺寸并實現(xiàn)了高功率密度。此設(shè)計的外形尺寸為 35mm x 60mm，帶有一個 EE20 變壓器。實現(xiàn)的最大效率 >88%，最大空載功耗約為 80mW。

綜合考慮，構(gòu)建輔助電源的主要挑戰(zhàn)是提供安全可靠的電源，同時以低功耗和低物料清單 (BOM) 成本提供高性能。