用16V~100V電源提供12V及3A輸出的寬范圍穩壓器

　同步降壓壓器設計變得越來越困難，合適IC的 選擇范圍亦變得相當窄。本設計實例將用于回掃穩壓器電路的電流模式PWM IC與100V 的柵極驅動器IC相結合，產生可在高達100V輸入電壓下工作的高性能同步降壓穩壓器。

圖1所示電路采用美國國家半導體公司 (National Semiconductor) 的LM5020型電流模式PWM IC來驅動 LM5104 的柵極驅動器IC₂， 以形成一個同步控制器。LM5020 包括一個可承受最高100V輸入電壓的內部線性穩壓器，并可提供為LM5104供應驅動電流的輸出。為降低高輸入電壓下的功耗，在起始功率加上后，1N4148 型二極管D₂為電路其他部分提供一個11.5V的自舉電壓。由Pulse Engineering公司提供的100比1電流變壓器T₁在MOSFET Q₁導通期間提供電流反饋。Q₁與 Q₂均為具有低柵極電荷要求與低導通阻抗的 Siliconix Dpak 器件，用來減小電路在 200kHz 工作頻率上的總開關損耗。所有電容器均采用 陶瓷介質結構的，以承受高溫并滿足封裝尺寸的制約。

　　為了能持續工作于高輸入電壓、最大電流及高溫條件下，晶體管Q₁需要有足夠的散熱或冷卻氣流來使其結溫保持在175℃最高溫度規范以下。Q₁擁有較低的結－殼熱阻，其殼溫不能超過160℃。由Coilcraft公司提供的DO5010型非屏蔽鐵芯電感器L₁，具有較小的占板面積，且能提供較高的飽和電流指標，但也成為本設計的主要損耗部件。對于具有較低關鍵空間要求的應用，您可通過增加L₁的電感及其尺寸來提高電路效率，進而減少紋波電流并可使用更大的鐵芯及增加繞線規格。降低輸出電壓可提高效率，但當輸出電壓下降至低于電路的 8V自舉電壓時，IC₁將消耗更多的功率，并需要提高警惕，以免超出其額定值。圖2顯示針對三種輸入電壓的電路測得的效率與輸出電流的關系。

　　電路的一個實際應用就是滿足客戶對直流/直流變換器的要求，這種變換器可在 24V 電源下工作，并能提供電流高達3A的12V輸出電壓。此常見指標還要求在惡劣的物理及電氣環境下工作，其中需要將封裝電路安裝在溫度高達125℃及環境空氣溫度高達100℃的工程模塊上。此外，電源由2節12V電池串聯組成，可提供24V額定電壓，其實際值可在18V~40V間變化，包括感應引起的高達100V的負載突降電壓尖峰。