阻隔式DC/DC转换器是很多运用所必需的组件，这些运用包含了电能计量、PLC、IGBT驱动器电源、工业现场总线和工业自动化等。此类转换器常用于供给电流阻隔、改进安全性及提高抗噪声才能。并且，它们还可用来生成包含双极性电源轨在内的多个输出电压轨。
依照输出电压调理精确度，阻隔式DC/DC转换器常常分为三类，即：已调理型、未调理型和半调理型。本文将评论各种不同的调理计划和对应的拓扑。对影响调理精确度的要素进行了详细地查看。这将构成一些可在实践规划中改进调理精确度的规划小贴士。此外，还论述了每种计划的优缺陷，旨在为挑选针对某种特定运用需求的适宜解决计划供给辅导。
阻隔式DC/DC转换器的反应与操控
阻隔式DC/DC转换器一般选用一个变压器，以完成输出和功率级输入的电阻隔(图1)。
在闭环阻隔式DC/DC转换器中(图2)，反应电路担任检测输出电压，并经过把检测电压与其目标值(反应电压基准)进行比较，以生成一个差错。该差错随后被用于调整操控变量(在本例中为占空比)以补偿输出误差。别的，初级侧与次级侧上的操控电路之间的电流阻隔也是必不可少的。此类阻隔可经过选用一个变压器或光耦合器来完成。假定基准电压VREF在整个温度规模内坚持精准和安稳，那么调理精确度将首要取决于输出电压检测精确度(换句话说便是，VSENSE与VOUT类似度的凹凸)。
未调理型阻隔式DC/DC转换器
未调理型阻隔式DC/DC转换器(也被称为“开环阻隔式 DC/DC 转换器”)在那些不需求精准输出电压的运用中得到了广泛的运用。一种典型的运用是具有 50% 固定占空比的推挽式转换器(图3)。操控电路仅包含一个振荡器和两个栅极驱动器，其可发生两个具有50%固定占空比的互补栅极信号，用以驱动Q1和Q2。挑选恰当的变压器匝数比以供给所需的输出电压。既不需求反应电路也不需求信号阻隔器，然后缩减了本钱和解决计划尺度。
推挽式转换器实质上是一种正向导出式拓扑(forward-derived topology)。当其以50%的固定占空比运作时，输出电压调理可以运用图4中的等效电路来详细论述。R是次级变压器绕组和走线的等效电阻。输出电压可由式(1)来表达：
式中的VR是电阻器R两头的电压降，VF是二极管正向电压降，这两者均与负载电流有关。并且，VR和VF还会跟着环境温度而改变，VOUT亦然。如式(1)所示，除了负载电流和环境温度之外，VIN也是影响VOUT的一个要素。这些要素底子没有进行补偿，因而有或许导致明显的输出电压改变。这类转换器之所以被为“未调理型”，原因即在于此。
与推挽式转换器类似，未调理型阻隔式DC/DC转换器的其他常用拓扑是半桥和全桥(H桥)式转换器。因为本钱低且电路非常简略，因而这些未调理型阻隔式DC/DC转换器常被用作DC变压器，以供给电流阻隔。低压降(LDO)稳压器一般用作后置稳压器，以供给低噪声和低纹波电源。
已调理型阻隔式DC/DC转换器
在未调理型阻隔式DC/DC转换器中，输入电压、负载电流和环境温度均会影响输出电压精确度。在那些精准输出电压和严厉调理至关紧要的运用中，这是无法承受的，因而应选用已调理型阻隔式DC/DC转换器。咱们以图5所示的反激式转换器为例来详细论述怎么完成严厉的调理。与未调理型推挽式转换器(图3)比较，已调理型反激式转换器具有一个额定的反应电路。别的，还选用了一个光耦合器以把操控信号从次级侧传输至初级侧，一起完成电流阻隔。
选用光耦合器的优势在于可以把反应电路布设在次级侧。这样，就可以直接感测和调理输出电压(即 VSENSE=VOUT)，这反过来又补偿了输入电压、负载电流和温度对输出电压调理的一切影响。因而，一般可以预期在整个作业输入电压、负载电流和温度规模内完成1%至3%的严厉调理精确度。
运用光耦合器也有几个缺陷。首要，光耦合器在操控环路中引入了一个额定的极点，这将下降转换器带宽。其次，光耦合器具有很大的“逐件变异”(unit-to-unit variation)以及电流传输比(CTR)中的温度和寿数劣化，因而使得操控环路规划遭到束缚。
半调理型阻隔式DC/DC转换器
未调理型阻隔式DC/DC转换器尽管不需求任何光耦合器，但其无法供给任何的调理。与之相反，已调理型阻隔式DC/DC转换器可供给严厉的输出电压调理，可是却需求运用一个光耦合器。在许多运用中，客户或许不期望选用光耦合器，但要求对输出电压施行必定程度的调理。所谓“半调理型”阻隔式DC/DC转换器将是适宜的解决计划。
从输出电压调理的视点来看，半调理型阻隔式DC/DC转换器介乎于未调理型和已调理型阻隔式DC/DC转换器之间。与已调理型阻隔式DC/DC转换器类似，半调理型阻隔式DC/DC转换器也具有一个反应电路。可是，它并不直接感测和调理输出。取而代之的是，它只检测一个与次级侧上的输出电压类似、但一般参阅于初级输入电压的电压。这些办法或许不能完成与已调理型阻隔式DC/DC转换器精确度相同的输出电压，但其革除了光耦合器，一起获得了相当好的输出电压调理功用。在本文中评论的三个比如是Fly-Buck转换器、具有交叉调理输出的反激式转换器和初级侧调理(PSR)反激式转换器。
Fly-Buck转换器
Fly-Buck 转换器基本上便是一个同步降压型转换器，它具有一个耦合至其电感器的额定绕组，用以生成一个阻隔式输出(VOUT)。除了次级侧上的阻隔式输出之外，Fly-Buck转换器还在初级侧上供给了一个已调理输出(VP)。初级侧输出的调理方法与独立型同步降压转换器相同，如式(2)：
式中的D为图6中的降压开关Q1的占空比。当低压侧同步开关Q2导通时VP反射至次级侧并被整流为VOUT。等效电路示于图7。VOUT可利用式(3)来核算：
与式(1)和图4所阐明的未调理型推挽式转换器类似，Fly-Buck的阻隔式输出是VR和VF(它们均取决于负载电流和温度)的一个函数。可是，VP是一个由反应电路调理的稳定电压，这就使得VP(因而也包含VOUT)与VIN无关。关于Fly-Buck转换器的阻隔式输出，VIN的影响得到了补偿，可是负载电流和温度的影响则并未予以补偿。所以，Fly-Buck转换器归类于半调理型阻隔式DC/DC转换器。
当Q1导通时，输出电容器COUT放电，供给负载电流。当Q2导通时，输出电容器电荷得到弥补以坚持调理作用。实践上，变压器或多或少会有一些漏电感，其决议了次级绕组中用于对输出%&&&&&%器进行充电的电流的斜坡上升速率。漏电感和占空比会影响输出电压调理。应尽或许地减小漏电感并慎重地挑选最大的作业占空比，以减轻它们关于调理的影响。凭仗正确的规划，大约可以完成5%至10%(详细数值取决于负载电流规模)的输出电压调理。
具有交叉调理输出的反激式转换器
反激式转换器可以很容易地生成多个输出，而不用像其他DC/DC转换器拓扑那样常常需求增设额定的输出滤波电感器。在多输出装备中(图8)，只要一个输出Vaux是直接调理的，而其他的VOUT则依托交叉调理。一般地，经过使已调理输出Vaux参阅于初级侧上的输入VIN，就能革除图5所示的已调理型反激式转换器的光耦合器。次级侧上的阻隔式输出VOUT可由式(4)给出：
式中的VRs和VRa分别是次级绕组和辅佐绕组的等效电阻电压降。VRs、VRa、VFD1和VFD2均为其本身电流的函数。在次级绕组和辅佐绕组中活动的电流是不均匀的，因而在VOUT和Vaux之间的负载调理中导致失配。成果，VOUT的负载调理就没有Vaux那么好。阻隔式输出与VIN无关，这表明可获得优秀的线路输入电压调理功用。因为交叉调理输出取决于负载电流规模，故而一般可以完成5%至10%的输出电压调理。
PSR反激式转换器
尽管线路输入电压调理功用优秀，可是Fly-Buck和依赖于交叉调理的反激式转换器均无法补偿负载电流对输出电压调理的影响。因而，输出电压精确度取决于负载电流。PSR反激式转换器(图9)旨在经过愈加精确地检测输出电压来最大极限地按捺这种依存性。
经过运作于不接连导通形式(DCM)或鸿沟导通形式(BCM)，次级电流在每个开关周期中康复至零。图10示出了DCM中的辅佐绕组电压散布。PSR反激式转换器经过一个专用的鉴频器和采样器电路在拐点处(此刻的次级电流近似为零)检测辅佐绕组电压VSENSE。在采样点上，因为次级电流为零，因而在绕组和走线两头没有电阻压降。并且，采样点处的二极管正向压降变成一个常数VOFFSET，这与实践负载电流无关。所以，检测电压变为：
正因为如此，不管负载电流怎样，VSENSE都很好地代表了输出电压，仅具有一个可经过调整电压反应电阻分压器予以抵消的固定电压。这样，负载电流关于输出电压调理的影响便得到了最大极限的削弱，并可预期完成上佳的负载调理。因为PSR反激式转换器对线路输入电压和负载变化均施行了补偿，所以可以完成优于5%的总调理功用。
定论
为了完成电流阻隔和安全性并改进抗噪声才能，在阻隔式DC/DC转换器中对次级侧和初级侧进行了电阻隔。功率级和操控电路都运用了这种阻隔。输出电压的检测和调理方法决议了输出电压调理精确度。未调理型阻隔式DC/DC转换器具有最低的本钱和最简略的电路，但没有调理功用。已调理型阻隔式DC/DC转换器可在整个线路输入电压、负载和温度规模内供给严厉的调理，但需求运用一个光耦合器或数字阻隔器%&&&&&%。半调理型阻隔式DC/DC转换器则在输出电压调理和电路复杂性之间进行了折衷。最适宜的解决计划应根据详细的运用需求来挑选。
