隔離式 3.3V 到 5V 轉換器通常用於遠距離數據傳輸網絡，這種網絡中總線節點控製器由一個 3.3V 電源工作以節省電量，而總線電壓為 5V，以保證在遠距離傳輸過程中的信號完整性並提供高驅動能力。
　　
如果應用要求 2 kV 以上的隔離電壓、60% 以上的轉換器效率或者標準組件可靠的有效性
，那麼分立設計就是一種能夠替代集成組件的低成本方案。分立 DC/DC 轉換器設計的缺點是需要做大量的工作——選擇穩定的振蕩器結構和先斷後通電路，選擇可以通過標準邏輯門有效驅動的MOSFET，適shi宜yi實shi施shi溫wen度du和he長chang期qi可ke靠kao性xing測ce試shi。所suo有you這zhe些xie努nu力li都dou要yao花hua費fei時shi間jian和he資zi金jin。因yin此ci，在zai倉cang促cu進jin行xing這zhe樣yang一yi個ge計ji劃hua以yi前qian，設she計ji人ren員yuan應ying該gai考kao慮lv到dao下xia列lie事shi項xiang：集成組件通常已通過溫度測試，並且擁有其他工業資質。這些組件不僅僅是最可靠的解決方案，而且還擁有較快的上市時間。
　　
不穩定輸出轉換器每 1000 片的起售定價一般為 4.50 到 5.00 美元，而穩定輸出的轉換器通常為此價格的兩倍，大約為 10.00 美元或更高。因此
，合理的做法是購買具有不穩定輸出的轉換器，或者利用降壓電容對輸出進行緩衝，或者將其送入低成本、低壓降穩壓器 （LDO）
，例如：TI 的 TPS76650。
　　
圖 1 所示的分立 DC/DC 轉換器設計僅使用了一些現有的標準組件（例如：邏輯 IC 和 MOSFET 等），服務於變壓器驅動器
，以及一個用於穩定輸出電壓的LDO。該電路使用許多通孔組件製成樣機
，從而使其比集成組件的體積要大
，但是由於使用TI的Little Logic™器件
，板空間得到了極大縮減。
　　
這種設計的主要好處是較少的材料清單 （BOM），以及為 1 到 6 kV 範圍隔離電壓選擇隔離變壓器的自由度。我們的目標是：通過使變壓器驅動器級為穩定輸出全集成 DC/DC 轉換器和獨立變壓器驅動器提供一款低成本的替代方案。

圖 1：隔離式 3.3V 到5V 推拉式轉換器　　

工作原理
　　
低成本、隔離式 DC/DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)一(yi)般(ban)為(wei)推(tui)挽(wan)式(shi)驅(qu)動(dong)器(qi)類(lei)型(xing)。工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)。帶(dai)推(tui)挽(wan)輸(shu)出(chu)級(ji)的(de)方(fang)波(bo)振(zhen)蕩(dang)器(qi)驅(qu)動(dong)一(yi)個(ge)中(zhong)心(xin)抽(chou)頭(tou)變(bian)壓(ya)器(qi)，其(qi)輸(shu)出(chu)經(jing)過(guo)整(zheng)流(liu)，可(ke)以(yi)穩(wen)定(ding)或(huo)非(fei)穩(wen)定(ding) DC 形式使用。一個重要的功能性要求是方波必須具有 50% 占空比，以確保變壓器鐵心對稱磁化。另一個要求是磁化電壓 （E） 和磁化時間 （T） 的乘積（稱作 ET 乘積，單位為 Vμs），不得超出由其廠商規定的變壓器典型 ET乘積。我們還必須緊挨振蕩器安裝使用先斷後通電路，以防止推挽輸出級的兩個變壓器鐵芯柱同時導電從而引起電路故障。
　　
分立設計
　　
著名的三反相門振蕩器由 U1a、U2a 和 U2b 組成
，選擇它是因為它在供電波動方麵較為穩定。通過一個 100-pF 陶瓷電容器（COSC）和兩個 10-kΩ 電阻器（ROSC1 和 ROSC2），它的正常頻率被設定為 330kHz。在 3.0-V 到 3.6-V 電源電壓波動範圍內
，振蕩器擁有接近 50% 的占空比，以及低於 ±1.5% 的最大頻率波動。圖 2 顯示了 ROSC1 和 ROSC2 （TP1） 相加點和振蕩器輸出 （TP2） 處的波形。所有電壓均為參考電路基準電壓測得。

圖2：TP1 和 TP2 的振蕩器波形

施密特觸發電路 NAND 柵極（U1c

、U1d）實現先斷後通功能
，以避免 MOSFET 導通階段交疊。其他兩個NAND門（U2c，U2d）配置為反相緩衝器，從而產生驅動 N 通道 MOSFET（Q1、Q2）必需的正確信號極性。圖 3 顯示了完整的先斷後通動作。為了適應標準邏輯門的有限驅動能力，我們選擇了 MOSFET，因為其較低的總電荷和較短的響應時間。

圖3：先斷後通波形　　

隔離變壓器 （T1） 擁有 2：1 的次級對初級匝數比、0.9 mH 的初級線圈電感，以及 3kV 的保證隔離電壓。圖 4 顯示了變壓器的輸入和輸出波形。

圖4：變壓器波形　　

兩個二極管（D1、D2）均為快速肖特基整流器，在滿負載電流條件下（200 mA 時 VFW 《 0.4 V）提供低正向電壓的同時進行全波整流。從這些二極管後麵的降壓電容器 （Cb3） 直接獲得輸出電壓是可能的。這種情況下，輸出不穩定

，但具有 DC/DC 轉zhuan換huan器qi的de最zui大da效xiao率lv。然ran而er，設she計ji人ren員yuan必bi須xu保bao證zheng不bu超chao出chu受shou影ying響xiang電dian路lu的de最zui大da電dian源yuan電dian壓ya，其qi在zai低di負fu載zai或huo開kai路lu狀zhuang態tai下xia時shi較jiao容rong易yi發fa生sheng。如ru果guo最zui小xiao負fu載zai條tiao件jian下xia的de非fei穩wen定ding輸shu出chu電dian壓ya過guo高gao，則ze必bi需xu在zai全quan波bo整zheng流liu器qi之zhi後hou使shi用yong一yi個ge線xian性xing穩wen壓ya器qi，以yi提ti供gong穩wen定ding的de輸shu出chu電dian源yuan電dian壓ya。
　　
線性穩壓器的主要好處是低紋波輸出。其他好處還包括短路保護和超溫關閉。但是
，主要缺點是效率非常低。
　　
圖 5 顯示了 4.93 V 輸出電壓條件下圖 1 所示電路的紋波，而圖 6 將該電路的效率同具有穩定輸出的集成 DC/DC 組件進行了對比。　　

圖5：VOUT=4.93V 時的輸出紋波
　　

圖6：效率對比　　

下表提供了分立式DCDC轉換器的BOM。請注意，旁路電容器值大於常用於一些低速應用的 10 nF。這是由於高速 CMOS 技術（例如：AHC、AC 和 LVC 等）具有高動態負載，因此旁路電容器值必須為 0.1 μF 或者更高以保證正常運行。這對驅動 MOSFET 的反相緩衝器特別重要，其旁路電容器值為 0.68 μF。

表1：分立式DCDC轉換器的BOM

不存在電路板空間限製的情況下，具有穩定輸出的隔離式 3.3-V 到 5-V DC/DC 轉換器離散設計可以成為穩定輸出集成 DC/DC 組件的一款現實低成本代替方案。離散設計的主要好處是可以自由選擇隔離變壓器，以滿足各種隔離電壓要求。