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用于智能电表的非隔离式 AC/DC 降压转换器

诸如智能电表或者功率监控器的离线设备都有一些要求 10W 以下非隔离 DC 电源的电子元件。到目

前为止，通过一个 AC 电源提供低功耗 DC 电源的唯一实用方法仍然是在整流器后面使用一个效率极低、

未经调节的电阻 / 电容分压器，或者一个难以设计的反向 DC/DC 转换器。 MOSFET 技术的一些进展以及

创新的磁滞降压控制器栅极驱动电路带来了一种超低成本 DC 电源。

图 1 显示了完整的转换器。整流器电路使用一个标准、快速开关整流器二极管桥接（D1 ）和

一个 LC 滤波器（ L1 和 C2 ），我们将对其余组件进行更加详细的介绍。

图 1 AC/DC 降压转换器电路

基本降压转换器

TPS64203 是一款磁滞降压转换器，专为驱动高端 pFET 而设计，拥有最小导通和断开开关时

间要求。传统的磁滞转换器有随负载电流变化的开关频率，与其不同的是，最小导通和断开时间在转换器

以高输出功耗电平在连续导通模式下运行时，从根本上控制开关频率。 TPS6420x 系列中的其他一些转换

器可主动避免在声频范围内进行开关操作，从而有效地获得最大导通和断开时间。 TPS6420x 系列起初是

为电池供电型应用而设计，拥有 1.8V ～ 6.5V 的输入电压范围，以及非常低的静态电流（最大为 35 μＡ）。

在启动期间， TPS64203 被齐纳二极管 D2 以及高压电阻 R2 和 R3 偏置。5V 电压上升以后，肖特基二极

管 D4 允许 5V 输出驱动控制器。

功率 FET Q4 必须具有足够高的 V

DS

电压额定值，以使其不会被输入电压损坏，同时还要有足

够高的电流额定值以处理 I

PMOS

（RMS ） = I

OUT

（

max

） ×√Ｄ

max

。它的封装还必须能够驱散 P

Cond = （I OUT

（

max

） × √Ｄ

max

）

2

× RDS

（

on

）

。一般来说，高压 P 通道 FET 有一个过大的栅极电容或者导通 / 断开时间，

过高的漏－源电阻（R

DS

（

on

）

），过大的阈值电压（V

TH

），以和 / 或制造图 1 所示实际电路时的过高成

本（即足够的成本效益）。由于 230VRMS + 10% 容差的高压线来自 350VPK AC 线，因此 FET 、滤波

器和输入电容需要根据 400V 设定额定值。

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