出于安全原因或为了确认和保证复杂系统正常工作，我们有时需要用隔离式DC-DC解决方案。传统的隔离解决方案会使用光耦合器和附加电路，或者复杂的变压器设计，以形成跨越隔离栅的反馈环路，从而调节输出电压。各种附加元件使设计变得复杂而庞大。光耦合器会跟着时间的推移而退化，降低系统的可靠性。此外，终端设备的外观尺寸越来越小，给电源所留的空间很有限，增加了散热管理的难题。

　　在开始新的隔离式DC-DC设计时，系统工程师一定要解决所有这一些难题。系统工程师需要一种体积小、成本低、高度可靠且易于设计的解决方案。现在，您可以使用无光耦解决方案简化设计并缩小解决方案尺寸。

　　各行各业（比如工厂自动化、楼宇自动化、电动汽车、汽车电子、航空电子、医疗设施、商业设备等）中的许多电力系统都会采用隔离式DC-DC转换器，原因有三：

　　安全：防止浪涌电流损坏设备并防止相关人员受到主电源的伤害。图1显示了一个主电源与次级隔离的电力系统，其中操作人员可能会接触到次级。如果没有适当的安全隔离措施，发生雷击时，极高的浪涌电压可能会通过设备冲击操作人员和地面。其后果几乎是致命的。此处的隔离栅可以将危险的浪涌能量引回主接地，防止其流向操作人员。

　　避免形成接地环路：在大型或复杂系统中，不一样的区域会存在接地电位差。此处通过隔离来避免形成破坏性的接地环路，并将数字噪声与精密模拟系统隔离。

　　电平转换：有时，许多电源轨混合组成的系统会使用隔离式DC-DC转换来生成多个隔离正向和/或负向输出电压。

　　图4显示了一个传统的隔离式DC-DC转换器。该解决方案使用光耦合器、误差放大器和基准电压源来构成一个跨越隔离栅的反馈环路。在此实现方案中，输出电压通过误差放大器进行仔细的检测，然后将其与基准电压作比较。信息通过光耦合器传送到隔离栅另一侧的主面，主面的控制电路对功率级进行调制以调节输出电压。

　　这种解决方案一直都能很好地发挥其作用，但随着设备尺寸逐渐缩小，导致其就没有容身之地。光耦合器、误差放大器和基准电压电路共有12个元件，大幅度提升了总设计元件数，并占用很大的电路板空间（图5）。大家自然希望能省去这种电路。

　　光耦合器还面临另一个大问题：其性能会随气温变化，并跟着时间推移而下降，因此导致某些应用出现可靠性问题。图6显示了典型光耦合器的电流传输比(CTR)，在-60°C至+120°C温度范围内其变化率达270%。除此之外，此CTR还会跟着时间的推移下降30%至40%。

　　主面控制拓扑：有一种省去光耦合器的方式是采用主面控制法。在此方案中，电源隔离变压器上的第三绕组用于在关断周期内间接测量输出电压。图7显示了这种电路。反射电压VW与输出电压成正比，公式如下：

　　其中VO是输出电压，VF是输出整流二极管压降，Na是第三绕组匝数，NS是次级绕组匝数。

　　(b) 反射电压与输出整流二极管电压VF相关。此外，VF会随负载和温度而变化。这会导致检测的输出电压出现误差。

　　这种主面控制法提供的输出电压调节性能不佳，因此在许多应用中并不实用，迫使设计人员使用后置稳压器，这会增加更多成本，并增大总体解决方案的尺寸。

　　无光耦反激式拓扑：无光耦反激式DC-DC转换器是主面控制法的一种变化形式。这种方式通过直接检测主面电压避免了以上问题(a)，所以无需使用电源变压器中的第三绕组。这一改进明显降低了变压器设计和构造的复杂性，并且简化了PCB布局。图8描述了这种拓扑。

　　其中VO是输出电压，VF是输出整流二极管压降，NP是初级绕组匝数，NS是次级绕组匝数。

　　无光耦反激式拓扑结构并不新鲜，而它仍然受困于上述其他两个问题(b)和(c)。此例中(c)对应的不是VW，而是VP上的漏感振铃。对于这种无光耦反激式电路，输出电压调节性能不佳仍然是严峻的技术挑战。

　　所幸，近来的电路设计发展和专有技术有效地改善了这一瓶颈问题。我们来仔细看看！

　　图9显示了MAX17690，它提供一种无光耦反激隔离式DC-DC转换器解决方案，输出电压调节精度达±5%

　　为了消除检测输出电压的读数误差，MAX17690在次级电流ISEC较低时对反射电压进行采样。此技术可减缓由输出负载引起的二极管压降变化。这款IC还具有补偿二极管电压及其随气温变化的功能。另外还使用先进技术来滤除漏感振铃。总之，这款IC为无光耦反激式拓扑带来了新的输出电压调节基准。

　　图10显示的变体MAX17691还集成了功率FET和电流检测元件，因此仅需极少外部元件即可构建完整电路。它以一种格外的简单的形式提供了高性能的隔离式DC-DC转换器解决方案。

　　MAX17690和MAX17691都能实现很好的输出电压调节。图11显示了它们在不一样的温度、线路和负载条件下的性能。

　　设备和电路板空间越来越小，导致使用光耦合器构建反馈环路的传统大尺寸隔离式DC-DC转换器逐渐失去其实用价值。除此以外还有另一道阻碍，光耦合器的性能会随气温变化并跟着时间的推移而下降。无光耦反激式拓扑更简单，需要的外部元件更少，自然是更好的选择。设计技术的创新改进明显提高了输出电压调节性能，使无光耦反激式DC-DC转换器具有实用性，成为隔离电源应用的正确选择。