在隔離型DC-DC電源拓撲中，推挽（Push-Pull）結(jié)構(gòu)因其對稱性、低輸出噪聲和良好的效率表現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于需要直流隔離與信號鏈供電的精密系統(tǒng)中。與反激式類似，該拓撲通過變壓器實現(xiàn)輸入與輸出的電氣隔離，但其工作方式?jīng)Q定了最大占空比不得超過50%，這一特性對輸入電壓變化范圍提出了限制。

如圖1所示，推挽式轉(zhuǎn)換器采用兩個功率開關(guān)交替導(dǎo)通的方式，在初級側(cè)形成正負交替的激勵電流。次級側(cè)通過中心抽頭整流結(jié)構(gòu)配合LC濾波器輸出穩(wěn)定電壓。這種結(jié)構(gòu)使得輸出端具有較低的紋波和噪聲，特別適合對供電質(zhì)量要求較高的模擬前端或傳感器接口電路。

圖1

從布局角度來看，推挽拓撲存在一個主要熱環(huán)路——位于輸入側(cè)。雖然每個開關(guān)僅在一個半周期內(nèi)導(dǎo)通，但由于交替切換，仍需注意熱環(huán)路面積控制，以降低高頻輻射干擾。此外，由于變壓器通常體積較大，可能影響整體PCB布局優(yōu)化空間。

與反激式相比，推挽拓撲的優(yōu)勢在于更低的共模漏電流，這對滿足安規(guī)認證和EMC標準尤為重要。然而，其局限性也較為明顯：

輸入電壓波動可能導(dǎo)致次級輸出電壓偏移；

占空比被嚴格限制在50%以內(nèi)，不適用于寬VIN范圍輸入場景；

變壓器設(shè)計復(fù)雜度較高，尤其在高頻應(yīng)用中需考慮磁芯飽和與繞組平衡問題。

工程師設(shè)計建議：

輸入穩(wěn)壓預(yù)處理：若輸入電壓波動較大，建議前級加入預(yù)穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，以保證次級輸出穩(wěn)定性；

變壓器設(shè)計優(yōu)化：選用高磁導(dǎo)率磁芯材料，優(yōu)化繞組結(jié)構(gòu)以減小漏感，提升效率并抑制電壓尖峰；

同步整流替代方案：在次級側(cè)可考慮使用同步整流技術(shù)，進一步提高效率；

EMI抑制措施：合理布置熱環(huán)路路徑，結(jié)合輸入濾波電容和屏蔽手段降低傳導(dǎo)與輻射噪聲。

推薦型號及適用場景：

LT3999：支持2.7V至36V輸入，雙通道1A輸出能力，具備可編程電流限值與高達1MHz頻率調(diào)節(jié)功能，適合高靈活性工業(yè)與通信類應(yīng)用；

MAX13253：內(nèi)置擴頻技術(shù)，支持250kHz/600kHz頻率切換，低噪聲控制架構(gòu)，適用于對EMI敏感的精密儀器供電；

MAX256：集成度高，支持3.3V或5V輸入，提供3W隔離輸出，適合小型化、低功耗隔離電源模塊設(shè)計。

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綜上所述，推挽式拓撲憑借其低輸出噪聲、低共模漏電流和結(jié)構(gòu)對稱性，成為信號鏈隔離供電的理想選擇。盡管存在占空比限制和變壓器體積挑戰(zhàn)，但在特定應(yīng)用場景下仍具不可替代優(yōu)勢。工程師應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需求權(quán)衡性能與復(fù)雜度，合理選型并優(yōu)化設(shè)計，以實現(xiàn)高效穩(wěn)定的隔離電源解決方案。