倒置降压带来小功率AC/DC转换的优势
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对于离线电源，反激式拓扑是一个合理的解决方案。但是，如果设计的终端应用程序不需要隔离，则脱机反向降压拓扑将具有更高的效率和更少的BOM。该电源设计文章讨论了倒置降压对低功率AC-DC转换带来的好处。
针对离线电源模块而言，反激拓扑结构是一种合理性的解决方案。然而，一旦设计方案的终端设备应用领域不需要隔离，那么与之相比较，离线错位降压拓扑结构具备更高的高效率，而且BOM总量更少。
离线式电源模块是最常用的电源模块之一，也称之为交流电源模块。伴随着越来越多的产品将常见的日常功能集合在内，各个领域对输出工作能力在1W以下的小输出功率离线转换器的要求也越来越大。针对这些应用领域，最重要的设计方案方面是高效率、集成和低成本。
在确定拓扑结构时，反激拓扑结构通常是所有小输出功率离线转换器的最佳选择。然而，一旦不需要隔离，这就将会不是最好的方法。如果终端设备是一个智能灯开关，消费者能够利用智能手机的app开展操纵，那么在这些情况下，消费者在操作流程中不太可能接触到暴露的工作电压，因而就不需要隔离。
离线电源是最常见的电源之一，也称为交流电源。随着越来越多的产品集成了典型的家用功能，业界对输出功率低于1W的低功耗离线转换器的需求不断增长。在这些应用中，关键的设计考虑因素是效率，集成度和低成本。
选择拓扑时，反激式拓扑通常是任何低功耗离线转换器的首选。但是，如果不需要隔离，则可能不是最佳方法。假设终端是一个智能电灯开关，则用户可以通过智能手机应用程序对其进行控制。在这种情况下，用户无法触摸操作期间暴露的电压，因此不需要绝缘。
对于离线电源，反激式拓扑是一个明智的解决方案，因为它的BOM很小，只有几个功率级组件，并且该变压器被设计为可处理各种输入电压。如果设计的最终应用不需要绝缘怎么办?如果是这种情况，因为条目处于脱机状态，则设计人员可能仍想使用恢复拓扑。具有集成的场效应晶体管(FET)和初级侧控制的控制器可以创建一个小的反馈解决方案。
图1所示的非绝缘型返回转换器的典型示意图是使用具有初级侧控制功能的UCC28910反馈电源集成电路设计的。尽管可以实现此系统，但与恢复能力相比，脱机反向降压拓扑具有更高的效率和更低的BOM。这篇关于电源设计的文章讨论了从低功率AC到DC的反向降压的好处。
图2显示了倒置铲斗的功率水平。像反激式电源一样，它包括两个开关元件，一个磁性元件(代替功率电感器变压器)和两个电容器。顾名思义，逆降压拓扑类似于降压转换器。开关在输入电压和地之间形成开关波形，然后通过电感器-电容器网络对其进行滤波。不同之处在于，将输出电压设置为低于输入电压的电势。即使输出“浮动”到输入电压以下，它仍可以正常地为下游电子电路供电。
将FET放在低端，反激式控制器可以将其直线驱动。图3所示的反向下行链路拓扑模型使用UCC28910反向电源集成电路。1：1连接的电感器用作磁性开关元件，初级绕组用作功率相位电感器。次级绕组向控制器提供输出电压时序和控制信息，并对控制器的本地偏置电源(VDD)电容器充电。
反激式拓扑的一个缺点是能量通过变压器传输的方式。这种拓扑结构会在FET期间及时将能量存储在气隙中，然后在FET关断期间将其传输到次级。实际的变压器在初级侧具有一定量的漏感。当能量转移到次级侧时，剩余的能量存储在漏感器中。该能量不可用，必须通过齐纳二极管或电阻-电容网络进行处理。
在降压拓扑期间，在FET停机期间，泄漏能量通过二极管D7传输到输出端子。它可以减少组件数量并提高效率。
另一个区别是每个磁性元件的设计和传导损耗。由于反向降压拓扑仅具有一个绕组来传输电能，因此所有电能传输电流都将流过该绕组，从而充分利用了铜。反激式拓扑也不使用铜。当FET激活时，电流流过初级绕组，但不流过次级绕组。当FET关断时，电流流经次级绕组，但不流经初级绕组。因此，在反激式设计中，变压器必须存储更多的能量，并且需要更多的铜才能提供相同的输出功率。
图4比较了具有相同输入和输出规格的降压转换器电感器和反激变压器的初级和次级绕组的电流波形。下变频器电感器的波形在左侧的单独蓝色框中，而反激转换器的初级和次级绕组在右侧的两个红色框中。
对于各种波形，可以通过将均方根电流的平方乘以绕组的电阻来计算导通损耗。由于降压转换器只有一个绕组，因此磁场中的总传导损耗就是该绕组的损耗。但是，反激式转换器的总传导损耗是初级绕组和次级绕组中损耗的总和。同样，在相同功率水平下，反激转换器中磁性组件的物理尺寸大于反向降压设计。这两个分量的存储能量等于½L×IPK2。
对于图4所示的波形，根据计算，反向降压设计所需的存储电能仅为反激设计所需电能的1/4。因此，与相同功率的反激设计相比，反向降压设计的尺寸要小得多。
当不需要隔离时，对于低功耗离线应用程序而言，反激式拓扑并不总是最佳的解决方案。由于反向降压拓扑可以使用较小的变压器/电感器，因此可以提供更高的效率和更低的BOM成本。对于电力电子领域的设计人员而言，对于给定的规范，应考虑所有可能的拓扑解决方案以确定最佳匹配。
针对离线电源模块而言，反激拓扑结构是一种合理性的解决方案，由于其物料清单(BOM)总量较少，仅有少部分输出功率级元器件，而且电力变压器在设计方案上能够解决较宽的输入工作电压范围。然而，一旦设计方案的终端设备应用领域不需要隔离呢?如果是那样的话，充分考虑到输入是离线的，设计方案人员将会依然愿意应用反激拓扑结构。带集成化场效应晶体管(FET)和初中级侧调整的智能控制器能够建立小型的反激解决方案。
应用UCC28910反激开关电源电路模块IC的非隔离反激设计方案，可将AC转换为DC，但离线错位拓扑结构能够更有效地完成各项任务。
错位降压的输出功率级和反激电源模块一样，它包括两个电子开关、一个磁性元器件(是一个输出功率电感器而不是电力变压器)和两个电力电容器。简而言之，错位降压拓扑结构相似于降压转换器。电源开关产生一个接近输入工作电压和地之间的电源开关波型，随后利用电感电容互联网滤波。区别取决于输出电压稳压成低于输入工作电压的电位差。即便输出“浮动”在输入工作电压以下，它依然能够正常为下游电子线路供电系统。
将FET设置在低侧，反激智能控制器就可以直接对它驱动。错位降压拓扑结构应用UCC28910反激开关电源电路模块IC设计方案。1:1耦合电感器充当磁电子开关。一次电机绕线充当输出功率级的电感器。二次电机绕线为智能控制器提供定时和输出电压调整信息，并为智能控制器的本地偏置电源模块(VDD)电力电容器充电。
反激拓扑结构的一个缺陷是能量转换按照电力变压器传递的形式。这类拓扑结构在FET的导通时间段内将能量转换储存在气隙中，随后在FET的关闭时间段内将其传输数据到次级。实际的电力变压器在初级侧会出现一定的漏感。当能量转移到次级侧时，剩余的能量转换会储存在漏感中。这个能量转换是不能用的，必须使用齐纳二极管或电阻电容互联网开展损耗。
在降压拓扑结构中，短路能在FET的关闭时间段内按照二极管D7传递到输出端。如此能够降低电子元器件数量并提高工作效率。
另一个区别是每一个磁性元器件的设计和传输数据损耗。由于错位降压拓扑结构只有一个绕阻来传输数据电磁能，因而各种的电磁能传输数据电流量都会按照它，这就完成了良好的铜使用率。反激拓扑结构则不具备这么好的铜使用率。当FET导通时，电流量按照一次绕阻，而二次绕阻中却没有。当FET关闭时，电流量按照二次绕阻，而一次绕阻中却没有。因而，在反激式设计中，电力变压器要储存大量的能量转换，并且必须使用大量的铜来提供同样的额定功率。
对具备同样输入、输出规格型号的降压转化器电感器和反激电力变压器的原、副边绕阻的电流量波型开展了相对比较。降压转化器电感器的波型在左侧的单独蓝色框中，反激转化器的原、副边绕阻在右侧的两个红色框中。
针对各种波型而言，传输数据损耗能够按均方根电流量的平方乘以绕阻电阻的形式来估算。由于降压转化器只有一个绕阻，因而磁场中的总传输数据损耗便是这一个绕阻的损耗。尽管，反激转化器的总传输数据损耗是原、副边绕阻损耗之和。除此之外，在同样的功率水平下，反激转化器中磁性元器件的物理规格要比错位降压设计更大。
按照计算，错位降压设计所需储存的电磁能仅为反激设计的1/4。因而，与同样功率的反激设计相比较，错位降压设计的规格要小得多。
当无需隔离时，反激拓扑结构并不总是小功率离线应用领域的最佳解决方案。错位降压拓扑结构由于能够使用更小的电力变压器/电感器，因而能够提供更强的效率和更低的BOM成本费用。针对电力电子行业领域的设计工作人员而言，针对给定的规格型号，必须要考虑各种可能的拓扑结构解决方案，进而明确最佳配对。
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