一個(gè)帶有較低額定輸入電壓控制器的150V非同步降壓解決方案

1、一個(gè)帶有較低額定輸入電壓控制器的150v非同步降壓解決方案在如今的許多應(yīng)用中，要求的額定輸入超過(guò)許多現(xiàn)有dc/dc控制器的vin最大額定值。對(duì)此，傳統(tǒng)的解決方法包括用法昂貴的前端庇護(hù)或?qū)崿F(xiàn)低端柵極驅(qū)動(dòng)器件。這意味著采納隔離拓?fù)?，如反激式轉(zhuǎn)換器。隔離拓?fù)渫ǔＰ枰远x磁性，且與非隔離辦法相比，設(shè)計(jì)復(fù)雜性和成本也有所增強(qiáng)。存在著另一種解決計(jì)劃，可以通過(guò)用法vin max（最大輸入電壓）小于系統(tǒng)輸入電壓的簡(jiǎn)易降壓控制器來(lái)解決問(wèn)題。這是如何實(shí)現(xiàn)的呢？降壓控制器通常來(lái)源于參考電位（0v）的偏置電源（圖1a）。偏置電源來(lái)自輸入電壓；因此，器件需要承受所有的vin電位。然而，由于開(kāi)通p通道金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶

2、體管（）所需的柵極驅(qū)動(dòng)電壓在vgs低于vin，p通道降壓控制器具有參考vin（圖1b）的柵極驅(qū)動(dòng)電源。關(guān)閉p通道m(xù)osfet則僅需容易地將柵極電壓變?yōu)関in（0v vgs）（圖2）。圖1：n通道(a)的vcc偏置生成；和p通道控制器(b)圖2：p通道控制器的柵極驅(qū)動(dòng)非同步p通道控制器導(dǎo)出其偏置電源以驅(qū)動(dòng)p通道柵極，可帶來(lái)巨大的效益，并且可能實(shí)現(xiàn)提供懸浮在0v電位以上的虛擬接地。對(duì)于n通道高側(cè)mosfet，電壓來(lái)自接地的參考電源。這是用法升壓器和泵送的電荷，以提供高于vin源極電位的柵極電壓。用法p通道高側(cè)mosfet可以顯著簡(jiǎn)化該問(wèn)題。要打開(kāi)p通道m(xù)osfet，柵極電位需要低于vin的源極電位

3、。因此，電源僅參考vin，而非上面提到的vin和接地。懸浮接地如何為控制器創(chuàng)建懸浮接地？這很容易，通過(guò)用法射極尾隨器即可實(shí)現(xiàn)。圖3所示為這種計(jì)劃的基本實(shí)踐。pnp放射極的電位為vbe（0.7v），低于齊納二極管電壓電位（vz）。實(shí)質(zhì)上，您可以將控制器浮動(dòng)到vin，并調(diào)整控制器的參考值，以限制vin與器件接地之間的電壓。圖3：用法簡(jiǎn)易射極跟蹤器計(jì)劃創(chuàng)建虛擬接地輸出電壓轉(zhuǎn)換這里有一項(xiàng)挑戰(zhàn)需要克服。因?yàn)榭刂破魑挥谔摂M接地（vz-vbe），并產(chǎn)生參考接地（0v）電位的降壓輸出電壓，因此如何才干將輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為位于虛擬接地上方的反饋電壓（通常介于0.8v和1.25v之間）？圖4解釋了詳細(xì)的挑戰(zhàn)。圖4

4、：展示vout（參考0v接地）與控制器的反饋電壓（參考虛擬接地）之間電壓電位差的暗示圖要關(guān)閉環(huán)路，您可以用法一對(duì)配對(duì)晶體管以實(shí)踐圖5所示的。一匹配對(duì)將反饋信號(hào)發(fā)送至vin；另一匹配對(duì)產(chǎn)生從vin到虛擬接地之上電位的。圖5：非同步控制器和用法配對(duì)晶體管的饋電實(shí)踐的高級(jí)原理圖輸出電壓調(diào)整當(dāng)瞬態(tài)電壓顯著高于lm5085的肯定最大值時(shí)，適合應(yīng)用這一主意。lm5085是一個(gè)恒定導(dǎo)通時(shí)光（cot）控制器；因此，其導(dǎo)通時(shí)光（ton）與vin成反比。然而，當(dāng)將vin鉗位到lm5085時(shí)，ton將不再隨著vin（至功率級(jí)）的增強(qiáng)而調(diào)節(jié)，由于器件將具有由齊納二極管設(shè)置的固定電壓，而vin（至功率級(jí)）將不斷增大。這

5、將導(dǎo)致頻率下降，由于功率級(jí)輸入電壓的增強(qiáng)值超過(guò)lm5085的鉗位電壓；因此調(diào)整電壓可能會(huì)略微開(kāi)頭增強(qiáng)。因此，為確保以type 1 紋波注入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定紋波注入電壓的大小。終于，確保紋波被制定在可接受的范圍內(nèi)，以維持穩(wěn)定性及最小化當(dāng)紋波增強(qiáng)時(shí)的輸出誤差。示例原理圖圖6所示為肯定最大vin額定值為150v的48v電源的暗示圖。示例可以在3a條件下提供12vout。圖6：用法lm5085在3a設(shè)計(jì)時(shí)為24v至150vin（最大）/ 12vout圖7所示為從原型電路板獲得的效率圖，圖中兩大參數(shù)為效率（%）和負(fù)載電流（a）。圖7：不同輸入電壓下效率（%）與負(fù)載電流（a）的關(guān)系圖8所示為150vin時(shí)的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓和紋波電流。圖8：通道1開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，通道4電感紋波電流結(jié)論在系統(tǒng)輸入電壓高于器件最大輸入電壓額定值的