宽输入高压同步降压控制器和稳压器IC简化同步降压DC/DC转换器的设计

从通信基础设施到工业系统，宽输入电压范围很常见。因此，高达100 V的输入电压必须转换为24，12或5 V，并且可以使用较低的直流电压为这些系统中的各种IC和电子负载供电。此外，在某些情况下，瞬态条件可以在低压转换器的输入端接近高达100 V的电压，在设计DC/DC电源时必须考虑到这一点。为了满足这些要求，德州仪器，凌力尔特，Maxim Integrated等电源管理解决方案提供商已经准备好集成的高压稳压器和控制器，简化了同步降压DC/DC转换器的设计，同时降低了物料清单（BOM）成本和更高的可靠性。

宽输入电压范围

针对瞬态和浪涌，许多针对24和12 V电压轨的稳压器的额定电压为28或20 V，根据TI的白皮书“宽VIN电源管理IC”简化设计，降低BOM成本，提高可靠性，“Vijay Choudhary。为了保护这些器件免受更高电压浪涌的影响，通常使用的保护钳可将输入电压尖峰限制在低于额定电压的水平（图1）。然而，这些夹具增加了成本，面积和设计时间。另一种经济高效的解决方案是TI的LM5576。

图1：电池供电系统中的通用低压稳压器采用电压钳位保护输入电压浪涌。¹

图2：具有高电压额定值的TI LM5576消除了输入钳位保护电路。

在某些应用中，您需要额外的安全边际。虽然较低电压调节器IC可能在理论上有效，但使用更高电压的对应物可为设计人员带来一些缓解。 TI表示，具有足够电压裕量的DC/DC控制器或稳压器为设计人员提供了很大的灵活性。其中一个部分是LM5017。 LM5017是一款100 V 600 mA恒定导通时间（COT）同步降压稳压器，集成了高侧和低侧MOSFET，可用于需要不同输入和输出轨的多种应用，如图3所示。由于它可以高效工作调节更高的电压，非常适合48 V电信和42 V汽车电源总线轨。保护功能包括热关断，欠压锁定（UVLO），最小强制关断时间和智能电流限制。

图3：高压恒定导通时间（COT） LM5017等同步降压稳压器可以部署在需要不同输入和输出轨的多种应用中对于更高电流的应用，TI的LM5116和LM5117等高压集成控制器可以处理5.5至65 V的各种输入电源。内置的高端和低端MOSFET驱动器可提供3 A的峰值电流。主要功能包括仿真峰值电流模式控制，用户可编程输出，可编程工作频率，热关断，逐周期电流限制和可调节线路欠压锁定。控制器采用功率增强型HTSSOP-20封装，带有芯片连接垫，有助于散热。

其他解决方案

类似的宽输入同步降压DC/DC控制器和稳压器IC也可从凌力尔特公司和Maxim公司获得集成。凌力尔特LTC3891的额定输入电压范围为4至60 V，旨在防止高压瞬变，在汽车冷启动过程中继续运行，并涵盖广泛的输入源和电池化学成分。因此，它可以适应各种中间总线电压。输出电压可设置为0.8至24 V，输出电流高达25 A，效率高达95％，非常适合12或24 V汽车，重型设备，工业控制，机器人和电信应用。由于降压控制器适用于电池供电设备，因此IC可在睡眠模式下提供非常低的静态电流。 LTC3891的数据手册在休眠模式下仅显示50μA的静态电流。此外，过压比较器可以防止瞬态过冲以及可能在输出端产生过压的其他条件。其他功能包括可选的连续，脉冲跳跃或轻负载时的低纹波突发模式操作，可选电流限制，极低压差操作，可调输出电压软启动或跟踪，电源良好输出电压监视器，无 - 启动期间的电流折返。

同样，Maxim Integrated的同步降压DC/DC转换器MAX17505（图4）可处理4.5至60 V的电压输入范围，以提供0.9 V的输出电压如图4所示：利用集成同步MOSFET和补偿电路，MAX17505需要很少的外部元件，可在宽输入电压范围内提供稳压输出。同步MOSFET与补偿电路集成在一起，MAX17505最大限度地减少了外部元件的需求，从而以更低的成本完成解决方案。低阻抗片上MOSFET确保满载时的高效率并简化电路板布局。此外，可编程软启动功能可降低输入浪涌电流，输出使能/欠压锁定引脚（EN/UVLO）允许设计人员以所需的输入电压电平开启器件。此外，开漏复位引脚在成功调节输出电压后为系统提供延迟的电源良好信号。

简而言之，宽输入高压同步降压控制器和稳压器IC使其易于创建稳压DC/DC转换器，可在输入轨上处理高达100 V的电压。通过消除输入电压钳位电路，这些电源管理IC还降低了构建此类转换器的成本，同时提高了其可靠性并简化了电路板布局。工程师会发现有几家供应商可以满足这些需求。