電源電路采用電壓步升（boost）或更常見的電壓步降（buck）DC/DC轉換器形式。現在很多應用都需要多個電壓軌來驅動各種 IC。這些電壓軌可以是反相或非反相、有隔離或沒有隔離。盡管設計工程師一般使用多個降壓轉換器和單個濾波電感器，但是這種做法增加了成本、占位面積和厚度。有一種更簡單的方法是，采用單個降壓轉換器和耦合電感器或變壓器，將其配置為隔離式轉換器拓撲。設計工程師可以使用降壓轉換器提供反相或非反相電壓軌，可以將其配置為反相降壓-升壓轉換器使用。耦合電感或變壓器也可與降壓-升壓轉換器一起使用，以生成具有升壓/降壓功能的多個反相或非反相輸出。

本文將重點討論各種隔離式/非隔離式 DC/DC轉換器拓撲，并展示如何用單個同步降壓轉換器實現這些拓撲。我們還將探討其他拓撲，并展示這些拓撲是如何適合各種應用的。

此外，我們也為各種拓撲推薦了適合的應用。用一個同步降壓轉換器代替不同類型的轉換器，幫助新手和專家級電源設計師簡化了電源設計。這種做法還縮小了解決方案占板面積、降低了電路復雜性和物料成本并縮短了產品上市時間。

隔離降壓

A. +/-降壓輸出

B. +/+降壓輸出

C. +/+/-降壓輸出

反相降壓-升壓（步升然后步降）輸出

隔離式+/-降壓-升壓輸出

三種DC/DC轉換器拓撲

基于單個降壓轉換器生成各種轉換器拓撲的優點是，不需要光耦合器及其相關電路。這可以縮小占板面積、減少元件數量、降低復雜度和成本。除了生成多個輸出，降壓轉換器還可配置成反相降壓-升壓轉換器，本質上提供了升壓功能。此外，設計工程師還可以利用類似概念，創建隔離式降壓-升壓轉換器。

1.  隔離式降壓拓撲

A. +/- 降壓輸出：電路運行

用一個隔離式降壓拓撲，可以生成反相和非反相降壓輸出。圖1顯示了這種拓撲如何為需要一個正電源和一個負電源的應用提供+/-輸出軌。

圖1. 同步降壓穩壓器利用隔離式降壓拓撲生成± Vout軌

參照圖1，主和次級輸出由下列方程式給出，假定耦合電感或變壓器的漏感和繞組的DC電阻可以忽略不計：

其中VIN是輸入電壓，VO1和VO2分別是主和次級輸出，D是占空比，N是變壓器匝數比，是二極管的正向壓降。

在高壓側開關接通的周期中（圖1中綠色箭頭指示的電流），主電流斜坡上升，并將電量儲存在變壓器的磁化電感和主輸出電容器中。二次側的二極管反向偏置，二次側的負載電流由輸出電容器提供。

在低壓側開關接通的周期中（圖1中紅色箭頭指示的電流），主電流斜坡下降，并釋放變壓器磁化電感中存儲的能量，一次側負載電流由輸出電容器提供。二次側的二極管正向偏置，電流從變壓器流出供給負載，為二次側輸出電容器充電。在穩定狀態下，假定二極管壓降、變壓器繞組電阻和漏感可忽略不計，二次側輸出電壓與主輸出電壓成反比。圖2顯示了ISL85413 DEMO3Z +/-輸出隔離降壓演示電路板的工作波形。