當我們需要執(zhí)行降壓電源轉(zhuǎn)換時，開關穩(wěn)壓器是一種高效的設備。由于新的應用，這些產(chǎn)品的寬輸入電壓 （V?IN?）空間（TI 認為 >30V）已經(jīng)增加了這些產(chǎn)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(zhuǎn)換器將看到的瞬態(tài)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(xiàn)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)節(jié) 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(tǒng)上通過在前端放置鉗位電路來處理這些瞬變，以便轉(zhuǎn)換器看不到尖峰。圖 2 顯示了一個汽車系統(tǒng)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(zhuǎn)換器系列產(chǎn)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(tǒng)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(zhuǎn)換器產(chǎn)品組合。這些轉(zhuǎn)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(qū)動領域流行。
LM5007 0.5A 降壓開關轉(zhuǎn)換器 具有 實現(xiàn)低成本高效率的降壓穩(wěn)壓器所需的全部功能。此高電壓轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)換器使用了滯環(huán)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(fā)生變化時，工作頻率能夠保持相對恒定。滯環(huán)控制無需任何環(huán)路補償并可提供快速瞬態(tài)響應。該器件實現(xiàn)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(xiàn)短路保護。其他保護 特性 包括通過自動恢復功能實現(xiàn)的熱關斷、VCC 和柵極驅(qū)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(zhuǎn)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(yōu)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(wěn)壓器，集成了高側(cè)和低側(cè)mosfet。在LM5018器件中采用的恒定定時（COT）控制方案不需要環(huán)路補償，提供了優(yōu)秀的瞬態(tài)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(nèi)幾乎保持恒定的頻率。高壓啟動調(diào)節(jié)器為集成電路的內(nèi)部操作和集成柵極驅(qū)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(zhuǎn)換器（帶有電機驅(qū)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(wěn)壓器，可用于 48V 汽車應用。
傳統(tǒng)上，100V 設備被開發(fā)用于電信應用，但現(xiàn)在在汽車和多節(jié)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(xiàn)，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(zhàn)性，并且具有更高電流能力的高壓轉(zhuǎn)換器（如 LM5161）將找到更多用例。
