同步降壓穩(wěn)壓器具有高效率，廣泛用于輸入電壓為12V或12V以下的設(shè)備中。但隨著輸入電壓接近100V，寬范圍穩(wěn)壓器設(shè)計變得越來越困難，合適IC的 選擇范圍亦變得相當窄。本設(shè)計實例將用于回掃穩(wěn)壓器電路的電流模式PWM IC與100V 的柵極驅(qū)動器IC相結(jié)合，產(chǎn)生可在高達100V輸入電壓下工作的高性能同步降壓穩(wěn)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(qū)動 LM5104 的柵極驅(qū)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(nèi)部線性穩(wěn)壓器，并可提供為LM5104供應(yīng)驅(qū)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(guān)損耗。所有電容器均采用 陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)的，以承受高溫并滿足封裝尺寸的制約。
為了能持續(xù)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(jié)溫保持在175℃最高溫度規(guī)范以下。Q1擁有較低的結(jié)－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(shè)計的主要損耗部件。對于具有較低關(guān)鍵空間要求的應(yīng)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(guī)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(guān)系。
電源輸入電壓與負載電流的函數(shù)變化" border="0" height="248" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20100812/aaca5812-bcc4-4586-bf73-bb63b1e784bc.jpg" style="WIDTH: 400px; HEIGHT: 248px" width="400" />
電路的一個實際應(yīng)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(huán)境下工作，其中需要將封裝電路安裝在溫度高達125℃及環(huán)境空氣溫度高達100℃的工程模塊上。此外，電源由2節(jié)12V電池串聯(lián)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(yīng)引起的高達100V的負載突降電壓尖峰。