即使对于有经验的电源设计师来说，在一个小体积内化电源效率也不容易。有许多设备需要小型电源设计。在给定的时间内，这些设备可能需要为负载提供数百瓦的功率。对于高度限制小于1U的系统，强制空气冷却可能不可行，这意味着必须使用昂贵的大表面积薄散热器来实现散热管理。
AC/DC电源是一个输入为交流，输出为直流的电源模块。该模块包括整流滤波电路、降压电路和稳压电路。在AC/DC电源转换应用中，需要广泛的输入范围。一般要求：85V~265V交流输入，输出电源转换效率高，节能性能可有效提高。全负荷效率是AC/DC电源设计的主要考虑因素。绿色能源倡导提高AC/DC转换器效率，实现更好的节能性能。
在大多数情况下，在这些功率水平上工作的AC-DC电源需要对某些类型的有源功率因数进行校正(PFC)。将功率半导体直接焊接到PCB板上，然后粘贴到底盘上，而不是将其绝缘并用螺栓固定在底盘上。考虑到热粘贴材料的成本，整个装配成本将降低。这也降低了电源的尺寸，降低了设备连接处的温度约10摄氏度，从而使平均无故障时间间隔翻倍。对于AC-DC电源，一般使用非隔离线升压预转换器作为PFC级，其DC输出电压作为下游隔离DC-DC转换器的输入。由于这两个转换器是串联的，整体系统效率累积SYS为每个转换器的效率乘积：
(1)
从公式(1)可以清楚地看出，具有许多特性的系统解决方案是结合交错双临界传导模式(BCM)PFC和隔离DC-DC转换器，其中前者跟随不对称半桥(AHB)，后者采用自驱动同步整流器。
图1.12V，300W，小型通用AC-DC电源。
对于300W-1kW范围内的PFC转换器，应考虑交错临界传导模式(BCM)PFC，因为在相似的功率水平下，其效率高于连续传导模式(CCM)PFC控制技术。交错BCMPFC基于可变频率控制算法，两个PFC升压功率水平相互同步180度错相。EMI滤波器和PFC输出电容中常见的高峰值电流由于有效的电感纹波电流消除而减少。由于流经等效串联电阻(ESR)的ACRMS电流减少，输出PFC大电容受益于纹波电流消除。此外，由于升压MOSFET在依赖AC线的零电压开关(ZVS)下关闭，并在零电流开关(ZCS)下导通，因此可以进一步提率。对于350W的交错BCMPFC设计，MOSFT散热器可以删除，如图1所示。另一方面，CCMPFC设计中使用的升压MOSFET容易受到与频率相关的开关损耗的影响，开关损耗与输入电流和线电压成比例。在零电流时关闭交错BCM升压二管可以避免反向恢复损耗，从而允许低成本的快速恢复整流二管，在某些情况下不需要散热器。PFC转换器工作的固有特点是:输出电压调节采用电压PWM控制时，9稳态占空比Du为常数(即导通时间Ton为常数)，输人电流接近正弦波。因此，功率因数校正可以在控制电路中实现，而无需乘法器和电流控制。
半桥是隔离DC-DC转换器设计的良好拓扑选择，因为它有两个互补的初级MOSFET，泄漏电压于增加的DC输入电压。LLC采用可变频率控制技术，利用与功率水平设计相关的寄生元素实现ZVS。然而，由于调整后的DC输出只使用电容过滤器，这种拓扑适合低输出线波和高输出电压的应用。
AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA、DSP等)之间的连接。)，作为SOC的片上系统总线，包括以下特点:单时钟边缘操作;非三态实现模式;支持突发传输;支持分段传输;支持多个主控制器;可配置32位~128位总线宽度;支持字节、半字节和单词的传输。AHB系统由主模块、模块和基础设施AHBInfrastructure组成。整个AHB总线上的传输由主模块发出，由模块响应。基础设施由仲裁器、主模块从模块到多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummyslave)、虚拟主模块(dummyster)组成。
AHB是300W和12VDC-DC转换器的有效选择。由于初级电流滞后于变压器的初级电压，因此可以为两个初级MOSFET的ZVS提供必要的条件。与LLC类似，AHB实现ZVS的能力也取决于对变压器泄漏感、匝间电容和分立式设备的结电容等电路寄生元素的了解。与LLC控制中采用的可变频率控制方法相比，固定频率方案可以大大简化二次自驱动同步整流(SR)的任务。变压器二次端很容易计算自驱动SR的栅驱动电压。添加一个低端MOSFET驱动器，如图2所示的双路4AFAN324驱动器，通过MOSFST米勒平坦区域的电平转换和峰值驱动电流可以准确提供。
图2.FAN3224，采用倍流整流器实现自驱动同步整流(SR)。
这种双流整流器可用于双端电源拓扑和大型DC电流应用，具有几个突出的特点。首先，二次端由一个简单的绕组组成，可以简化变压器结构。其次，由于所需的输出电感分布在两个电感器上，大电流流入二次端产生的功耗分布更有效。第三，两个电感纹波电流作为空比(D)的函数相互抵消。被抵消的两个电感电流之和是开关频率的两倍，因此允许更高的频率，而流入输出电感的峰值电流较低。
添加到二次端整流器上的电压不对称可能是AHB的缺点之一。当AHB在其限值D=0.5附近工作时，加载的SR电压几乎匹配。然而，更合理的方案是在额定工作期间将D保持在0.25。
调节器后面是一个带有自驱动SR的不对称半桥DC-DC转换器，如图1所示。
表1.小型AC-DC电源设计规格。
表1中的规格是对所有设计要求的简要总结。主要设计目标如下：
1.在尽可能宽的范围内获得的效率。
2.尽可能小的设计尺寸。
3.散热器的使用和尺寸化。
