可編程邏輯控制器 (PLC) I/O 模塊或其他工業(yè)低功耗應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員必須找到可靠的設(shè)計(jì)，以便其設(shè)計(jì)的電路在嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境條件下正確、安全運(yùn)行。隔離式電源轉(zhuǎn)換器經(jīng)常出現(xiàn)在此類應(yīng)用中，有助于實(shí)現(xiàn)以下功能：

• 避免或中斷潛在的接地環(huán)路
• 避免相鄰?fù)ǖ阑蚰K之間發(fā)生耦合
• 提供電氣安全

專門用于 PLC I/O 模塊應(yīng)用的此類隔離式電源轉(zhuǎn)換器的常見(jiàn)設(shè)計(jì)要求包括以下各項(xiàng)，這些要求也同樣適用于其他工業(yè)低功耗應(yīng)用：

• 輸入電壓：現(xiàn)場(chǎng)電源電壓，通常為 24V ±20% 至 30%（高達(dá) 17V 至 36V 的寬范圍，有時(shí)甚至更寬）或 4.5V 至 6V 等更低的電壓（例如，來(lái)自背板或由 24V 生成為中間電源軌）
• 輸出電壓：3.3V、5V、12V 甚至 24V 等典型電壓，但也有 ±5V、±15V、±18V 等雙電源軌
• 輸出電壓精度：所需精度優(yōu)于 3% 至 5%，優(yōu)先選擇無(wú)光耦合器設(shè)計(jì)以降低復(fù)雜性并提高可靠性
• 輸出功率：高達(dá) 4W 至 5W，有時(shí)高達(dá) 10W 或以上
• 尺寸：需要小尺寸設(shè)計(jì)，高度通常限制在 4mm 至 8mm 范圍內(nèi)
• 隔離類型：在大多數(shù)情況下是指用于中斷接地環(huán)路的功能隔離（在 1 秒至 1 分鐘的測(cè)試中為 1kV 至 2.5kV），還提供從基本絕緣到需要電氣安全時(shí)的增強(qiáng)型絕緣等更嚴(yán)格的隔離
• 電源效率：通常要求非常高（需要達(dá)到 80% 至 90% 或更高），旨在實(shí)現(xiàn)最低的全功率損耗，原因如下：
  • 小型塑料外殼，無(wú)強(qiáng)制氣流
  • 應(yīng)用的最高環(huán)境溫度在 50°C 至 70°C 范圍內(nèi)，預(yù)期環(huán)境電路板溫度水平在 85°C 至 105°C 范圍內(nèi)
  • 根據(jù)前面列出的項(xiàng)目，由于熱限制，每個(gè) PLC 模塊的總功耗通常限制為 2W 至 4W。此功率的大部分用于有效載荷。隔離式電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生額外功率損耗；因此，需要盡可能減少。

表 1 匯總了滿足上述要求的可用隔離式電源拓?fù)湟约敖ㄗh的 TI 器件。

列出的所有拓?fù)涠际菬o(wú)光耦合器的方案，但眾所周知，高功率設(shè)計(jì)中的基本傳統(tǒng)拓?fù)涫褂昧斯怦詈掀鞣答仭?/p>

該表將建議的拓?fù)浞譃橐韵骂悇e：

• 非穩(wěn)壓
• V_IN 受控
• 準(zhǔn)穩(wěn)壓
• 穩(wěn)壓

提供的器件最小和最大輸入電壓值（V_IN 最小值、V_IN 最大值）表示支持具體拓?fù)涞乃辛谐銎骷淖罴亚闆r值。為 Fly-Buck 拓?fù)涮峁┑?2.95V V_IN 最小值與 TPS55010 的最小 V_IN 相關(guān)，而為該拓?fù)涮峁┑?120V V_IN 最大值代表 LM5168 和 LM5169 的最大 V_IN。Fly-Buck-Boost 和初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)反激式拓?fù)涞忍囟ㄍ負(fù)湫枰獞?yīng)用額外的裕度。

提供的最大輸出功率（最大 P_OUT）表示為特定拓?fù)涮峁┑淖顝?qiáng)大器件的能力，并進(jìn)一步取決于所用變壓器的 V_OUT/V_IN 比率和匝數(shù)比。

V_ISO 表示所用變壓器的隔離電壓，通常與具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。