在ACDC電源中，輸入電壓一般是來自電網(wǎng)的85V-265V交流高壓，而輸出電壓則是3.3V、5V、12V等直流低壓，因此需要開關(guān)電源來實現(xiàn)降壓。開關(guān)電源有Buck、Boost和Buck-Boost三大經(jīng)典拓撲，其中Buck與Buck-Boost均可實現(xiàn)降壓功能。Synergy世輝是世健旗下子公司，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗與專業(yè)的技術(shù)實力，世輝公司電源與新能源事業(yè)部FAE結(jié)合自身經(jīng)驗，針對小家電的輔助電源應用中該如何選擇拓撲電路以及相關(guān)產(chǎn)品，展開詳細介紹。
一、Buck電路
Buck電路是一個降壓電路，Vi=Vls+Vo。因Vi>Vo,故具有降壓作用。
（1）開關(guān)管S導通階段
當開關(guān)閉合時，續(xù)流二極管D是截止的，由于輸入電壓Vi與儲能電感Ls接通，因此輸入-輸出壓差（Vi-Vo）就加在Ls上，使通過Ls上的電流線性地增加。在此階段，除向負載供電外，還有一部分電能儲存在電感Ls和電容Cr中。
（2）開關(guān)管S關(guān)斷階段
當開關(guān)斷開時，Ls與Vi斷開，但由于電感電流不能在瞬間發(fā)生突變，因此在電感Ls上就產(chǎn)生反向電動勢以維持通過的電流不變。此時續(xù)流二極管D導通，儲存在電感Ls中的電能就經(jīng)過有D構(gòu)成的的回路對負載供電。（主要是電容C對負載供電，此階段一直給電容充電，維持電壓穩(wěn)定）
二、Buck-Boost電路
Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。
（1）開關(guān)管S導通階段
當開關(guān)閉合時，輸入電壓通過電感L直接返回，在電感Ls上儲能，此時電容Cr放電，給負載供電。
（2）開關(guān)管S截止階段
當開關(guān)斷開時，在電感Ls上產(chǎn)生反向電動勢，使二極管D從截止變成導通。電感給負載供電并對輸出電容充電，維持輸出電壓不變。
通過以上對比，可得知：Buck-Boost電路的輸入電壓與輸出電壓的極性是相反的。因此，Buck與Buck-Boost兩者最大的區(qū)別就在于輸入與輸出電壓的極性：Buck是同極性拓撲，即輸出與輸入電壓的極性相同，二者共地；而Buck-Boost是反極性拓撲，即輸出與輸入電壓的極性相反，輸出端提供負壓（相對輸入電壓）。
在小家電應用場景中的功率模塊控制部分，工程師常用到雙向晶閘管(TRIAC)等交流開關(guān)(AC Switch)。而使用負壓驅(qū)動交流開關(guān)，就能實現(xiàn)更高的電路可靠性與兼容性。在使用交流開關(guān)的系統(tǒng)中，往往優(yōu)先選擇能輸出負壓的Buck-Boost；而在不需要負壓驅(qū)動的系統(tǒng)中，則可以選擇Buck拓撲：
?Buck的輸入與輸出端共地，更利于系統(tǒng)的多級拓展。
?Buck的電感電流利用率比Buck-Boost更高。在電感電流(IL)相同時，Buck能輸出更大電流(IO)。
三、產(chǎn)品推薦
知道了如何選拓撲后，又該怎么選產(chǎn)品呢？世輝FAE推薦來自上海晶豐明源（BPS）的BP852X系列高性能開關(guān)電源驅(qū)動芯片，支持Buck和Buck-Boost拓撲，并具有極簡的外圍電路，可應用于低成本的小家電輔助電源設計，如：小家電輔助電源、電機驅(qū)動輔助電源、IoT/智能家居/智能照明等多個領(lǐng)域。該系列產(chǎn)品擁有眾多的優(yōu)秀特性，包括：
l 集成Vcc電容、續(xù)流二極管和反饋二極管
l 集成650V高壓MOSFET
l 集成高壓啟動和自供電電路
l 低待機功耗50mW@230Vac
l 優(yōu)異的動態(tài)響應速度，輸出電壓紋波小
l 降低音頻噪聲的降幅調(diào)制技術(shù)
l 改善EMI性能的頻率調(diào)制技術(shù)
接下來，世輝FAE將以該系列的BP85226D為例，展開具體介紹。
圖：封裝與規(guī)格
圖：電性能參數(shù)表
圖：BP85226D應用原理圖
圖：產(chǎn)品實物
圖：BOM表
四、PCB Layout及建議
1.IC-GND能起到散熱作用，可以銅散熱。但IC-GND是電壓動點，在滿足散熱的條件下鋪銅面積應盡量?。煌瑫r需遠離輸入交流端，以避免容性耦合產(chǎn)生EMI問題。
2.輸出電感可能產(chǎn)生電磁干擾，建議遠離芯片F(xiàn)B腳的同時，也遠離輸入端以避免EMI問題。為了芯片和電壓動點遠離交流輸入端，建議將輸入電解電容放置在芯片和交流輸入端之間。
3.DRAIN接輸入直流母線，為電壓靜點，可以鋪銅散熱。建議DRAIN和FB、IC-GND的走線距離大于2mm。
4.盡量減小功率環(huán)路面積以避免EMI干擾并提高系統(tǒng)可靠性。以Buck 為例，建議縮小輸入電容、內(nèi)置MOSFET、電感、輸出電容組成的勵磁回路，以及電感、輸出電容、續(xù)流二極管組成的續(xù)流回路面積。
5.建議功率回路的走線寬而短, 以提高系統(tǒng)可靠性，比如母線到GND引腳的走線、GND到輸出電容的走線等。
6.反饋回路面積與走線長度也應減小，以提高可靠性。
7.如果由于客觀因素(例如PCB板形狀等)導致Layout無法充分滿足第5、6條建議時，可在VOUT和GND之間靠近引腳位置放置100nF(104)貼片電容，從而提高系統(tǒng)可靠性。
圖：電感選取建議
圖：負載調(diào)整率
圖：啟動波形
圖：輸出電壓紋波
圖：動態(tài)響應
圖：傳導EMI
圖：浪涌
圖：群脈沖測試
圖：ESD測試*
*以上測試結(jié)果為實驗室條件下真實測試下得出，實際產(chǎn)品視應用環(huán)境和批次差異，可能存在不同，晶豐明源保留最終解釋權(quán)。
圖：BP852X系列產(chǎn)品選型表
總結(jié)
晶豐明源的BP852X系列芯片具有極簡的外圍電路以及超高的集成度，能極大地降低應用方案的成本與備貨難度；豐富的保護有助于加強系統(tǒng)穩(wěn)定性；此外，該產(chǎn)品還兼具優(yōu)秀的動態(tài)響應、待機功耗和輸出調(diào)整等性能, 因此非常適合用于小家電的輔助電源。Synergy世輝可提供全系列產(chǎn)品及相關(guān)的技術(shù)支持。
關(guān)于世輝——世健旗下公司，助力“中國芯”發(fā)展
世輝電子（Synergy Electronics）于2019年成立香港和深圳公司，是世健系統(tǒng)（香港）有限公司旗下的全資子公司。作為一家具有創(chuàng)新力與活力的專業(yè)電子元器件分銷商和解決方案供應商，世輝設有AIoT（人工智能+物聯(lián)網(wǎng)）、PNE（電源與新能源）和Lighting（照明）三大事業(yè)部，團隊成員均具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗，可以為來自物聯(lián)網(wǎng)通訊、安全、智能終端、電源、智慧能源、LED照明及智能照明等多個領(lǐng)域的客戶，提供高品質(zhì)的產(chǎn)品與強大的技術(shù)支持。
“芯”系中國，擁抱亞洲。世輝致力成為供應商和制造商溝通的橋梁，以熱誠和專業(yè)擁抱中國市場，為原廠和客戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務。依托于世健在東南亞等海外地區(qū)的優(yōu)質(zhì)客戶群體、成熟且廣闊的銷售網(wǎng)絡，以及三十多年的深厚市場經(jīng)驗，世輝可以幫助“中國芯”積極走出國門，開拓出更廣闊的市場天地，為“中國芯”的發(fā)展及成長奉獻自身的一份力量。
