内部总线结构(IBA)包含两个功率转换级。第一级用总线转换器来获得中间总线电压。第二级用负载点(POL)转换器来将中间总线电压转换到一个或多个低的、稳定的电压，以便给邻近负载供电。在此文中，我们描述了一个12V/50W，稳定而高效的，将12V与48V总线隔离的总线转换器。

电源规范

• 输入电压：48VDC、±5%调整率

• 输出：12V，4.2A

• 最低负载：0安培

• 纹波：±1%峰峰值

• 隔离：1500VAC

• 低成本

• 效率：> 90%

• 输出应有短路及过载保护

电压转换拓扑

该设计中有多种电源转换拓扑可供选择。所选定的拓扑必须成本低且效率高。基于低成本的要求，我们只好选择直接驱动式、单开关拓扑。要实现高效的目标就需要在次级中同步整流。最适合的选择是：

• 在次级(图1)上带同步整流的单开关反激转换器

• 带初级复位线圈和次级上(图2)同步整流的单开关正激转换器

图1. 带同步整流的反激转换器

图2. 带复位线圈和同步整流的正激转换器

单开关反激拓扑与正激拓扑相比，有一个优势是不用输出电感。我们还必须增加额外的驱动变压器T2，和一些附加电路，用来将PWM控制器U1的初级驱动信号传递到次级。之后该信号用来在开通初级MOSFET Q1前关断次级中的同步MOSFET Q2。另外，增加Q3、Q5、C6、R3、D3及R4电路以延迟MOSFET Q1的开启，从而保证在Q1开启前次级MOSFET Q2是关断的。若没有这个电路，MOSFET Q2关闭前，变压器次级上会出现短路，导致MOSFET Q1开启时出现电流尖峰。

在单开关正激转换器拓扑中，我们需要另加一个电感，但输出电容要比反激拓扑设计中的小些。只要确保变压器T1完全复位，在开启主开关之前变压器上的电压为零，我们还可以省掉额外的驱动变压器(上面提到的T2)。

由于IBA电源具有窄输入电压范围，我们可以使工作占空比最大。MAX5003 PWM控制器将被用到下面描述的设计中。图3是实际电源的示意图。

图3. 实际电源示意图

电源元件列表

图4. 12V/4.2A (输入为48VDC)时的纹波及噪声
注意：纹波及噪声测量的带宽为20MHz。在满载及48V输入时的纹波峰-峰值为110MV。

图5. 50W输出及48VDC输入时Q7中的VDS及ID
注意：48V输入时Q7上的峰值电压为152V。这是因为复位线圈没有箝位，而是采用LC谐振对变压器进行复位，谐振电路由变压器励磁电感和Q7两端的总等效电容组成。总电容包括变压器初级电容、MOSFET Q7电容及来自Q5 (D-S)的等效电容。还要注意的是变压器电压正好在Q7开启之前达到零。缩短了二极管D5的导通时间，优化了效率。

图6. 满载及48VDC输入时Q7中的电流和Q5上的VGS。
注意：在开启Q7前，同步续流MOSFET Q5已被关断，因此可防止Q7中出现电流尖峰。电路尖峰将降低效率。

图7. 满载及48VDC时Q7中的电流和Q5上的VDS。

图8. 满载及48VDC输入时Q7中的电流和Q5上的VGS。

注意：该电源在50W、输入为48V时的测量效率为93%。电源符合设计中指定的所有要求。短路情况下，电源将进入打嗝式限流模式，在短路去除后恢复成满载状态。