發布日期：2022-04-20 點擊率：54
當我們需要執行降壓電源轉換時，開關穩壓器是一種高效的設備。由于新的應用，這些產品的寬輸入電壓 (V?IN?)空間（TI 認為 >30V）已經增加了這些產品的使用。
圖 1 顯示了具有寬 V IN 的主要應用，以及它們的標稱總線工作電壓范圍和 DC/DC 轉換器將看到的瞬態范圍。
在這些應用中，用于汽車和大容量電池應用（例如電動自行車、GPS 跟蹤器和無人機）的 48V 電池的出現轉化為對高達 48V 的寬 V IN 的需求不斷增長。> 48V 空間要求 DC/DC 轉換器承受由拋負載、雷擊和電機反電動勢等因素引起的高達 100V 的瞬變，同時仍可調節 12V 和 5V 輸出。
圖 1：按應用劃分的工作電壓范圍
設計人員傳統上通過在前端放置鉗位電路來處理這些瞬變，以便轉換器看不到尖峰。圖 2 顯示了一個汽車系統示例，其中前端電路向設計中添加了十多個組件。所有這些組件都會增加額外的成本和空間。此外，隨著電壓升高，二極管和電容器等關鍵組件的額定值也會增加，這會成倍增加成本。
TI 的寬輸入電壓 DC/DC Fly-Buck? 轉換器系列產品可在高達 100VDC 的電壓下工作，避免了這些問題。
圖 2：汽車系統的鉗位電路
圖 3 顯示了 TI 的寬 V IN恒定導通時間 (COT) 降壓轉換器產品組合。這些轉換器不僅消除了鉗位電路，而且 COT 架構進一步簡化了設計，因為它不需要補償并且可以保持高降壓比，從而消除中間軌。非同步 LM5007 和 LM5009 已在電表和電動工具中流行，而 LM5017、LM5018 和 LM5019 等低電流同步器件在伺服驅動領域流行。
LM5007 0.5A 降壓開關轉換器 具有 實現低成本高效率的降壓穩壓器所需的全部功能。此高電壓轉換器具有集成型 80V、0.7A N 通道降壓開關，可在 9V 至 75V 的輸入電壓范圍內運行。該器件易于實施，采用 8 引腳 VSSOP 封裝和熱增強型 8 引腳 WSON 封裝。
該轉換器使用了滯環控制方案，PWM 導通時間與 VIN 成反比。憑借這一特性，該器件在負載和輸入電壓發生變化時，工作頻率能夠保持相對恒定。滯環控制無需任何環路補償并可提供快速瞬態響應。該器件實現了智能電流限制，其強制關閉時間與 VOUT 成反比。該電流限制方案可在減小負載電流折返的同時確保實現短路保護。其他保護 特性 包括通過自動恢復功能實現的熱關斷、VCC 和柵極驅動欠壓鎖定以及最大占空比限幅器。
我們可以為隔離式偏置電源配置 TI 的 LM5017、LM5018 和 LM5019 同步轉換器，使這些部件成為放大器偏置、絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 偏置和 RS-485 等通信偏置的最佳選擇。這里的優點是 Fly-Buck? 拓撲不需要任何次級反饋電路，例如光耦合器和變壓器輔助繞組。
LM5018是一個100 v, 300 ma的同步降壓穩壓器，集成了高側和低側mosfet。在LM5018器件中采用的恒定定時(COT)控制方案不需要環路補償，提供了優秀的瞬態響應，并使非常低的降壓比。接通時間與輸入電壓成反比變化，導致在輸入電壓范圍內幾乎保持恒定的頻率。高壓啟動調節器為集成電路的內部操作和集成柵極驅動器提供偏置電源。
峰值限流電路可防止過載。欠壓鎖定(UVLO)電路允許獨立編程輸入欠壓門限和遲滯。其他保護功能包括熱關閉和偏置電源欠壓鎖定。
為了滿足 100V 轉換器（帶有電機驅動器和 GPS 跟蹤器）的更高電流需求，LM5161 具有 100V 輸入電壓范圍和 1A 電流范圍。它也是 TI 首款通過 AECQ-100 認證的 100V 穩壓器，可用于 48V 汽車應用。
傳統上，100V 設備被開發用于電信應用，但現在在汽車和多節電池應用中看到了用例。雖然 48V 汽車和高芯電池空間仍在不斷涌現，但與每一種技術趨勢一樣，隨著應用的成熟，功率密度必然會增加。由于尺寸限制，在前端集成鉗位電路將更具挑戰性，并且具有更高電流能力的高壓轉換器（如 LM5161）將找到更多用例。
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