低成本无变压器AC/DC降压转换器：创新高效解决方案

本文主要讨论了一款创新的低成本、非隔离式AC/DC降压转换器的设计，它旨在提供高效且经济的DC电源解决方案，特别适用于那些功率需求较低且需要离线工作的电子元件，如智能电表和功率监控器。这种电路的独特之处在于，它利用了电平转换器、栅极驱动器和一个局部电源，能够在没有传统变压器的情况下，通过交流电源直接输出直流电压。 核心部分采用了磁滞降压转换器TPS64203，这款器件专为驱动高性能功率场效应晶体管（PFET）设计，具备最小导通和断开时间控制，以保持恒定的开关频率，即便在高输出功率状态下也能保持稳定性能。TPS64203具有宽广的输入电压范围（1.8V到6.5V）和低静态电流（最大35μA），在启动阶段通过齐纳二极管和高压电阻进行初始化。 电路设计的关键在于选用合适的功率FET，例如Q4，它需要承受足够的伏安特性以避免输入电压造成的损害，并能处理预期的最大负载电流。此外，FET的封装应具备散热能力，以处理转换过程中的热量。由于电路设计的目标是降低成本和复杂性，所以对FET的选择提出了挑战，需要在性能和成本之间找到最佳平衡，比如寻找具有合适VDS电压、电流额定值和低RDS(on)的器件。 值得注意的是，电路中还包括了一个标准的整流器电路，由快速开关整流器二极管桥接和LC滤波器组成，用于从交流输入提取直流并去除噪声。这种设计极大地提高了转换效率，能在无变压器的情况下达到接近60%的效能，显著优于传统的电阻/电容分压器方案，后者效率低且设计复杂。 这款低成本、非隔离式AC/DC降压转换器不仅简化了电路设计，降低了整体成本，而且提高了能源转换的效率，对于那些追求轻便、高效和低成本应用的开发者来说，无疑是一个极具吸引力的解决方案。随着MOSFET技术的进步和创新的栅极驱动电路的应用，这种设计将有望在更多领域得到广泛应用。