本文分析了設(shè)計(jì)電信和分布式電源系統(tǒng)（DPS）中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器時需要滿足的一些要求。電信DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為直流36V~75V。目前，分布式電源系統(tǒng)通常使用48V中間母線電壓。這些系統(tǒng)輸出中使用的DC/DC轉(zhuǎn)換器有數(shù)個基本功能。其中主要功能是電壓電平轉(zhuǎn)換，主要用于降低至所需電平，同時具備必要的精度和良好的瞬態(tài)響應(yīng)時間。因這些轉(zhuǎn)換器的位置與負(fù)載非常接近，所以稱為負(fù)載點(diǎn)（POL）轉(zhuǎn)換器。負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器的另一重要功能是隔離功能。電信應(yīng)用需要1500V的輸入到輸出隔離電壓。
為滿足上述要求，中等功率負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器通常采用正激轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 但是，采用正激轉(zhuǎn)換器會帶來某些難題，因此負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器的價(jià)格比反擊轉(zhuǎn)換器高。主要的問題是當(dāng)輸入電壓范圍過大時，應(yīng)該如何為PWM控制器供電。大多數(shù)PWM控制器的電源電壓最大額定值遠(yuǎn)低于負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓上限。解決這個問題有幾種方法。
首先可以用線性穩(wěn)壓器保持所需的電壓電平（圖1）。但是，這種解決方案會浪費(fèi)能量，因此增加了轉(zhuǎn)換器的空載功耗。當(dāng)然，價(jià)格也會提高。
另一個可行的解決方案是使用連接至變壓器的輔助繞組（圖2）。但是，占空比會隨著輸入電壓和負(fù)載的變化而變化，因此所保持的電源電壓變化范圍也非常大。此外，還需要在輸出端連接仿真負(fù)載，以便在拔出轉(zhuǎn)換器負(fù)載時控制器能繼續(xù)工作，因?yàn)檫@種情況下的占空比非常小。這種解決方案要求的空載功耗和變壓器的復(fù)雜程度均較高，因此它的低價(jià)格也抵銷不了這個缺點(diǎn)。
前兩種解決方案都存在一個共同的缺點(diǎn)：這就是電源電壓在過載情況下仍然存在。 因此，在過載情況下需要建立獨(dú)立于控制器電源電壓的過載保護(hù)。這種要求會提高價(jià)格，并且增加了轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜程度。
為確保電源電壓對整個負(fù)載都有合理的穩(wěn)定性，同時確保有效的過載保護(hù)，我們需要把輔助繞組連接至轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)壓電感（圖3）。這種解決方案的一大缺點(diǎn)是需要兩個隔離完善的變壓器。因此，轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜程度和價(jià)格再次上升。
安森美半導(dǎo)體憑借在電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，推出了型號為NCP1216A的產(chǎn)品，專門用于解決上述問題的器件。
NCP1216A采用高壓技術(shù)，不再存在控制器電源問題，因?yàn)樵撈骷梢灾苯油ㄟ^其高壓引腳由中間母線電壓供電，該引腳的最高額定電壓值為500V。該控制器的電源電壓通過動態(tài)自供電(DSS)技術(shù)從此引腳引出。該技術(shù)的內(nèi)部布局如圖4所示。
從圖中可以看出，當(dāng)Vcc電壓過低并對外部電容充電時，內(nèi)部高壓（HV）電流源打開。當(dāng)此電容上的電壓足夠高時，高壓電流源將關(guān)閉。通過這種方法，電源電壓受到2.2V紋波（圖5）影響，將滯后穩(wěn)壓至11V的平均值。
用戶無需使用任何無源穩(wěn)壓器（電阻和齊納二極管）或帶仿真負(fù)載的輔助繞組，因此元件數(shù)量減少。此外，空載情況下的大部分時間內(nèi)，高壓電流源處于關(guān)閉狀態(tài)，因此空載功耗迅速減少。Vcc電源電壓的循環(huán)也用于建立過載保護(hù)方案，這將在下一段中闡述。
內(nèi)置過載保護(hù)是NCP1216A控制器的又一優(yōu)點(diǎn)。該保護(hù)通過反饋引腳工作監(jiān)視實(shí)現(xiàn)（請參見圖6和圖7，以便更好地理解這功能）。
過載情況發(fā)生時，反饋引腳電壓被內(nèi)部電阻拉高。此電壓達(dá)到4.2V電平時，內(nèi)部故障標(biāo)記被斷定。如果Vcc下降期間故障消失，那么控制器不會中斷工作。如果Vcc電壓達(dá)到Vcc導(dǎo)通電平時，故障標(biāo)記依然有效，那么控制器停止工作并且將在另一個Vcc周期中嘗試恢復(fù)：控制器在突發(fā)模式下工作，這意味著過載情況下的功耗較低。
從圖6可以看到，NCP1216A控制器的操作簡單，而所需的外部元件數(shù)量最少。裝有該控制器的DC/DC轉(zhuǎn)換器自然受到短路保護(hù)，而且在空載情況下功耗低，無需為了保持Vcc而增加仿真負(fù)載。
把NCP1216A應(yīng)用于36W DC/DC電路板，在3A最高輸出電流之下提供12V輸出，該器件在48V輸入電壓電平的測量性能如下：效率：86.5%，空載待機(jī)能耗：93mW。
