隔離式 DC-DC 工業(yè)應(yīng)用
　　工業(yè)應(yīng)用（例如過(guò)程控制、PLC、SCADA 系統(tǒng)和自動(dòng)化中的傳感器）的特點(diǎn)是 24V 標(biāo)稱(chēng)直流電壓總線(xiàn)。它在舊式模擬繼電器中已有歷史，至今仍是事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，工業(yè)應(yīng)用的最大工作電壓預(yù)計(jì)為 36V 至 40V（適用于非關(guān)鍵設(shè)備）。同時(shí)，工業(yè)應(yīng)用中的關(guān)鍵設(shè)備（例如控制器、執(zhí)行器和安全模塊）必須支持 60V（IEC 61131-2、60664-1 和 61508 SIL 標(biāo)準(zhǔn)）。
　　常用的輸出電壓為 3.3V 和 5V，電流從小型傳感器中的 10mA 到運(yùn)動(dòng)控制、CNC 和 PLC 應(yīng)用中的數(shù)十安培不等。樓宇控制系統(tǒng)（包括智能樓宇、管理、室內(nèi)舒適度和空氣質(zhì)量管理、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和執(zhí)行器等一些工業(yè)用例）使用整流后的 24AC 輸入電壓，這進(jìn)一步證明了寬輸入范圍DC-DC 電壓轉(zhuǎn)換器的必要性。
　　反激式拓?fù)渫ǔＳ糜诠I(yè)開(kāi)關(guān)電源(SMPS)，即 100W 以下的隔離降壓設(shè)計(jì)。反激式轉(zhuǎn)換器（圖 1）利用間隙變壓器傳輸和存儲(chǔ)能量，從而最大限度地減少輸出元件的數(shù)量。然而，其不連續(xù)操作固有的高峰值電流使其只能用于低功率應(yīng)用。對(duì)于低于 12V 的輸出電壓，使用反激式利用同步整流(MOSFET) 的變體?！　Ъ晒β?a target="_blank">晶體管的反激式

　　圖 1：帶有集成功率晶體管的反激式轉(zhuǎn)換器?！　》醇な睫D(zhuǎn)換器的新設(shè)計(jì)已將光耦合器電路替換為使用初級(jí)繞組反饋來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的 IC。為了加快此類(lèi)電源的設(shè)計(jì)周期，有幾種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的電源參考設(shè)計(jì)可供選擇（通常效率 > 90%）。這些設(shè)計(jì)使用 MAX17690 60V、無(wú)光隔離反激式控制器，適用于各種不同的輸入電壓范圍和輸出電壓及功率要求（表 1）。

　　無(wú)光電反激參考設(shè)計(jì)
　　表 1：無(wú)光電反激參考設(shè)計(jì)。
　　對(duì)于需要輸出電壓為 12V（或更低）的應(yīng)用，通常采用傳統(tǒng)反激式轉(zhuǎn)換器的變體，并在次級(jí)側(cè)進(jìn)行同步整流。
　　在此版本中，肖特基二極管被 MOSFET 取代（圖 2）。表 2 列出了此類(lèi)轉(zhuǎn)換器的幾種參考設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)使用 MAX17690 60V、無(wú)光隔離反激控制器和 MAX17606 次級(jí)側(cè)同步 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器，適用于各種不同的輸入電壓范圍、輸出電壓和功率要求?！　『?jiǎn)化的無(wú)光電反激式同步整流原理圖

　　圖 2：帶有同步整流的簡(jiǎn)化無(wú)光電反激原理圖。　　同步無(wú)光電反激參考設(shè)計(jì)

　　表 2：同步無(wú)光電反激參考設(shè)計(jì)。
　　非隔離式 DC-DC 工業(yè)應(yīng)用　　對(duì)于較低輸入電壓 (<60V) 下的降壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換，由于無(wú)需擔(dān)心安全問(wèn)題，因此無(wú)需使用隔離電源。當(dāng)需要更高的輸出電流（從傳感器的幾毫安到電機(jī)控制器的幾安培）時(shí)，同步降壓 (降壓) 架構(gòu) (圖 3) 就足夠了。表 3 顯示了針對(duì)各種輸入電壓范圍和輸出功率要求的多輸出降壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的幾種變體。

　　簡(jiǎn)化的同步降壓架構(gòu)
　　圖 3：簡(jiǎn)化的同步降壓架構(gòu)。
　　　表 3：同步降壓參考設(shè)計(jì)。
　　離線(xiàn)工業(yè)應(yīng)用
　　一些工業(yè)應(yīng)用需要由交流 120V 或 240V 主電壓（離線(xiàn)）輸入產(chǎn)生的穩(wěn)壓直流電源（圖 4）?！　〗涣?直流電源

　　圖4：AC-DC電源?！　”?4 列出了基于帶輸出電流驅(qū)動(dòng)的 MAX17595 峰值電流模式控制器的這些應(yīng)用的三種不同的參考設(shè)計(jì)。

　　離線(xiàn)電源參考設(shè)計(jì)
　　表 4：離線(xiàn)電源參考設(shè)計(jì)。
　　計(jì)算應(yīng)用程序
　　計(jì)算應(yīng)用的電源需要低輸出電壓，例如對(duì)于具有高輸出電流驅(qū)動(dòng)的微處理器和存儲(chǔ)設(shè)備，輸出電壓應(yīng)小于 5V。對(duì)于這些應(yīng)用，同步單輸出降壓架構(gòu)是一種合適的解決方案。表 5 顯示了一些采用此架構(gòu)的參考設(shè)計(jì)?！　⊥浇祲簠⒖荚O(shè)計(jì)

　　表 5：同步降壓參考設(shè)計(jì)。
　　汽車(chē)照明應(yīng)用
　　LED 憑借其與傳統(tǒng)技術(shù)相比的顯著優(yōu)勢(shì)，正在席卷汽車(chē)行業(yè)。為了發(fā)揮最大效用，LED 控制器必須適應(yīng)寬輸入電壓范圍并具有快速瞬態(tài)響應(yīng)。
　　需要在 AM 頻帶之外采用高且控制良好的開(kāi)關(guān)頻率，以減少射頻干擾并滿(mǎn)足 EMI 標(biāo)準(zhǔn)。最后，高效率可減少熱量產(chǎn)生并提高 LED 照明系統(tǒng)的可靠性?！　∠冗M(jìn)的前照燈系統(tǒng)利用升壓轉(zhuǎn)換器作為前端來(lái)管理輸入電壓的變化（突降或冷啟動(dòng)）和 EMI 輻射。升壓轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定且足夠高的輸出電壓（圖 5）。專(zhuān)用降壓轉(zhuǎn)換器采用這種穩(wěn)定的輸入電源，然后通過(guò)允許每個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器控制單個(gè)功能（例如遠(yuǎn)光燈、近光燈、霧燈、日間行車(chē)燈、位置等）來(lái)處理控制燈強(qiáng)度和位置的復(fù)雜性。

　　先進(jìn)的 LED 照明系統(tǒng)　　圖 5：先進(jìn)的 LED 照明系統(tǒng)。

　　表 6 列出了適合上述汽車(chē)照明應(yīng)用的兩種參考設(shè)計(jì)。
　　MAXREFDES1017 采用 MAX16990，這是一款高性能電流模式 PWM 控制器，適用于具有寬輸入電壓范圍的升壓/SEPIC 轉(zhuǎn)換器。4.5V 至 36V 的輸入工作電壓范圍使其成為前端“預(yù)升壓”或 SEPIC電源以及大功率 LED 照明應(yīng)用中的第一個(gè)升壓級(jí)的理想選擇。除了汽車(chē) LED 照明外，它還適用于工業(yè)照明、液晶電視和臺(tái)式顯示器 LED 背光。　　SEPIC 參考設(shè)計(jì)

　　表 6：SEPIC 參考設(shè)計(jì)。
　　MAXREFDES1003 使用 MAX16813（圖 6），這是一款高效、高亮度 LED (HB LED) 驅(qū)動(dòng)器，提供四個(gè)集成 LED 電流吸收通道。集成電流模式開(kāi)關(guān)控制器驅(qū)動(dòng) DC-DC 轉(zhuǎn)換器，為多串 HB LED 提供必要的電壓。
　　該器件可接受寬輸入電壓范圍，并能承受直接汽車(chē)負(fù)載突降事件。寬輸入范圍可為汽車(chē)和通用照明應(yīng)用中的中小型 LCD 顯示器的 HB LED 供電。
　　便攜式應(yīng)用程序
　　智能手機(jī)和平板電腦通常由可充電鋰離子電池供電，其電壓經(jīng)常會(huì)低于 1V?？勺冸姵仉妷盒枰D(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓（根據(jù)設(shè)計(jì)，可能超過(guò) 10V）以驅(qū)動(dòng)低電流 LCD 顯示屏?！吧龎骸蓖?fù)潆娫词谴祟?lèi)應(yīng)用的理想選擇。
　　MAXREFDES1018 電源參考設(shè)計(jì)（見(jiàn)表 7）采用升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可在 1V 至 3.3V 的輸入電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生 13.5V 的輸出（驅(qū)動(dòng)電流為 6mA）。它基于 MAX1606，后者是一款升壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，工作電壓為 2.4V 至 5.5V，可將低至 0.8V 的電池電壓升至 28V。
　　　　圖 6：MAX16813 LED 驅(qū)動(dòng)器?！　∩龎簠⒖荚O(shè)計(jì)

　　表 7：升壓參考設(shè)計(jì)。
　　電源設(shè)計(jì)有許多要求
　　設(shè)計(jì)電源需要了解適合特定應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后，必須根據(jù)需要定制輸入電壓范圍、輸出電壓和電流驅(qū)動(dòng)。對(duì)于新手和經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程。
　　在本文中，我們回顧了適用于不同應(yīng)用的電源拓?fù)?，并介紹了具有不同電流和電壓規(guī)格的工作電源參考設(shè)計(jì)庫(kù)。這些設(shè)計(jì)可能立即適合滿(mǎn)足某些電源設(shè)計(jì)的要求。如果不適用，可以使用文檔中概述的設(shè)計(jì)程序輕松定制它們。列出的所有設(shè)計(jì)都包括詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的測(cè)試結(jié)果、原理圖、PCB 圖稿和物料清單。