隔離式 DC-DC 工業(yè)應用
　　工業(yè)應用（例如過程控制、PLC、SCADA 系統(tǒng)和自動化中的傳感器）的特點是 24V 標稱直流電壓總線。它在舊式模擬繼電器中已有歷史，至今仍是事實上的行業(yè)標準。但是，工業(yè)應用的最大工作電壓預計為 36V 至 40V（適用于非關鍵設備）。同時，工業(yè)應用中的關鍵設備（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 標準）。
　　常用的輸出電壓為 3.3V 和 5V，電流從小型傳感器中的 10mA 到運動控制、CNC 和 PLC 應用中的數(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)場設備和執(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。
　　反激式拓撲通常用于工業(yè)開關電源(SMPS)，即 100W 以下的隔離降壓設計。反激式轉(zhuǎn)換器（圖 1）利用間隙變壓器傳輸和存儲能量，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用。對于低于 12V 的輸出電壓，使用反激式利用同步整流(MOSFET) 的變體。　　帶集成功率晶體管的反激式

　　圖 1：帶有集成功率晶體管的反激式轉(zhuǎn)換器。　　反激式轉(zhuǎn)換器的新設計已將光耦合器電路替換為使用初級繞組反饋來調(diào)節(jié)輸出電壓的 IC。為了加快此類電源的設計周期，有幾種經(jīng)過驗證的電源參考設計可供選擇（通常效率 > 90%）。這些設計使用 MAX17690 60V、無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）。

　　無光電反激參考設計
　　表 1：無光電反激參考設計。
　　對于需要輸出電壓為 12V（或更低）的應用，通常采用傳統(tǒng)反激式轉(zhuǎn)換器的變體，并在次級側(cè)進行同步整流。
　　在此版本中，肖特基二極管被 MOSFET 取代（圖 2）。表 2 列出了此類轉(zhuǎn)換器的幾種參考設計。這些設計使用 MAX17690 60V、無光隔離反激控制器和 MAX17606 次級側(cè)同步 MOSFET 驅(qū)動器，適用于各種不同的輸入電壓范圍、輸出電壓和功率要求。　　簡化的無光電反激式同步整流原理圖

　　圖 2：帶有同步整流的簡化無光電反激原理圖。　　同步無光電反激參考設計

　　表 2：同步無光電反激參考設計。
　　非隔離式 DC-DC 工業(yè)應用　　對于較低輸入電壓 (<60V) 下的降壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換，由于無需擔心安全問題，因此無需使用隔離電源。當需要更高的輸出電流（從傳感器的幾毫安到電機控制器的幾安培）時，同步降壓 (降壓) 架構 (圖 3) 就足夠了。表 3 顯示了針對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。

　　簡化的同步降壓架構
　　圖 3：簡化的同步降壓架構。
　　　表 3：同步降壓參考設計。
　　離線工業(yè)應用
　　一些工業(yè)應用需要由交流 120V 或 240V 主電壓（離線）輸入產(chǎn)生的穩(wěn)壓直流電源（圖 4）。　　交流-直流電源

　　圖4：AC-DC電源。　　表 4 列出了基于帶輸出電流驅(qū)動的 MAX17595 峰值電流模式控制器的這些應用的三種不同的參考設計。

　　離線電源參考設計
　　表 4：離線電源參考設計。
　　計算應用程序
　　計算應用的電源需要低輸出電壓，例如對于具有高輸出電流驅(qū)動的微處理器和存儲設備，輸出電壓應小于 5V。對于這些應用，同步單輸出降壓架構是一種合適的解決方案。表 5 顯示了一些采用此架構的參考設計。　　同步降壓參考設計

　　表 5：同步降壓參考設計。
　　汽車照明應用
　　LED 憑借其與傳統(tǒng)技術相比的顯著優(yōu)勢，正在席卷汽車行業(yè)。為了發(fā)揮最大效用，LED 控制器必須適應寬輸入電壓范圍并具有快速瞬態(tài)響應。
　　需要在 AM 頻帶之外采用高且控制良好的開關頻率，以減少射頻干擾并滿足 EMI 標準。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。　　先進的前照燈系統(tǒng)利用升壓轉(zhuǎn)換器作為前端來管理輸入電壓的變化（突降或冷啟動）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）。專用降壓轉(zhuǎn)換器采用這種穩(wěn)定的輸入電源，然后通過允許每個降壓轉(zhuǎn)換器控制單個功能（例如遠光燈、近光燈、霧燈、日間行車燈、位置等）來處理控制燈強度和位置的復雜性。

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

　　表 6 列出了適合上述汽車照明應用的兩種參考設計。
　　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“預升壓”或 SEPIC電源以及大功率 LED 照明應用中的第一個升壓級的理想選擇。除了汽車 LED 照明外，它還適用于工業(yè)照明、液晶電視和臺式顯示器 LED 背光。　　SEPIC 參考設計

　　表 6：SEPIC 參考設計。
　　MAXREFDES1003 使用 MAX16813（圖 6），這是一款高效、高亮度 LED (HB LED) 驅(qū)動器，提供四個集成 LED 電流吸收通道。集成電流模式開關控制器驅(qū)動 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，并能承受直接汽車負載突降事件。寬輸入范圍可為汽車和通用照明應用中的中小型 LCD 顯示器的 HB LED 供電。
　　便攜式應用程序
　　智能手機和平板電腦通常由可充電鋰離子電池供電，其電壓經(jīng)常會低于 1V。可變電池電壓需要轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓（根據(jù)設計，可能超過 10V）以驅(qū)動低電流 LCD 顯示屏。“升壓”拓撲電源是此類應用的理想選擇。
　　MAXREFDES1018 電源參考設計（見表 7）采用升壓拓撲結(jié)構，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)動器。　　升壓參考設計

　　表 7：升壓參考設計。
　　電源設計有許多要求
　　設計電源需要了解適合特定應用的拓撲結(jié)構。選擇拓撲結(jié)構后，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。對于新手和經(jīng)驗豐富的設計師來說，這都是一個耗時的過程。
　　在本文中，我們回顧了適用于不同應用的電源拓撲，并介紹了具有不同電流和電壓規(guī)格的工作電源參考設計庫。這些設計可能立即適合滿足某些電源設計的要求。如果不適用，可以使用文檔中概述的設計程序輕松定制它們。列出的所有設計都包括詳細的設計說明、經(jīng)過驗證的測試結(jié)果、原理圖、PCB 圖稿和物料清單。