在高電壓電源系統(tǒng)中，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)常采用反激或正激等基于變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。然而，這類方案需使用體積大、成本高的變壓器，增加了設(shè)計(jì)復(fù)雜性和EMI風(fēng)險(xiǎn)。亞德諾半導(dǎo)體（ADI）的LTC7897高壓降壓控制器，為工程師提供了一種高效、簡(jiǎn)潔的非隔離替代方案，支持輸入電壓高達(dá)135V（絕對(duì)最大值140V），適用于無(wú)需電氣隔離的高壓直流轉(zhuǎn)換應(yīng)用。

高壓降壓拓?fù)湓砼c挑戰(zhàn)

典型的無(wú)變壓器降壓轉(zhuǎn)換器（Buck Converter）通過開關(guān)S1和S2控制電感儲(chǔ)能與釋放，實(shí)現(xiàn)高效降壓。其關(guān)鍵限制在于：高端MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)電壓必須高于輸入電壓，以確保完全導(dǎo)通。例如，當(dāng)VIN=100V時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)需達(dá)到105–110V（考慮閾值電壓）。因此，控制器內(nèi)部必須集成高壓電平移位電路或自舉驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

LTC7897采用外部N溝道MOSFET構(gòu)成同步整流架構(gòu)，其內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)器可支持高達(dá)140V的BOOT至SW電壓差，滿足高壓側(cè)開關(guān)的驅(qū)動(dòng)需求。該器件工作于電流模式控制，開關(guān)頻率可在50kHz至500kHz范圍內(nèi)編程，支持輕載脈沖跳躍模式以提升效率。

典型應(yīng)用：高壓轉(zhuǎn)低壓

在標(biāo)準(zhǔn)降壓配置下，LTC7897可將100V輸入降至12V輸出，并支持高達(dá)20A的連續(xù)負(fù)載電流。由于采用分立式MOSFET設(shè)計(jì)，工程師可根據(jù)導(dǎo)通損耗、熱性能和成本目標(biāo)靈活選擇器件。例如，選用低RDS(ON)的N溝道MOSFET可降低傳導(dǎo)損耗，提升整體效率至90%以上。

此外，該控制器具備精確的電流檢測(cè)功能，支持峰值電流限制和均流控制，適用于多相并聯(lián)擴(kuò)展設(shè)計(jì)。

反相降壓-升壓拓?fù)洌荷筛邏贺?fù)電壓

LTC7897還可配置為反相降壓-升壓（Inverting Buck-Boost）拓?fù)洌糜趶恼斎肷韶?fù)輸出電壓。例如，將**+48V轉(zhuǎn)換為-65V**，廣泛應(yīng)用于工業(yè)儀表、通信基站和測(cè)試設(shè)備中的雙極性電源系統(tǒng)。

在此模式下，開關(guān)器件承受的最大電壓應(yīng)力為 |VIN| + |VOUT|。上述48V轉(zhuǎn)-65V應(yīng)用中，MOSFET和二極管需耐受至少113V電壓。LTC7897的高電壓額定能力使其成為此類應(yīng)用的理想選擇。

關(guān)鍵特性與設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

寬輸入范圍：4.5V至135V，支持12V、24V、48V及更高母線電壓。

高效率：同步整流架構(gòu)減少二極管壓降損耗，典型效率>90%。

高功率密度：無(wú)需變壓器，僅需單個(gè)電感，顯著減小PCB面積。

保護(hù)功能：集成過流保護(hù)（OCP）、過溫保護(hù)（OTP）和UVLO。

EMI優(yōu)化：可編程slew rate控制開關(guān)邊沿，降低噪聲。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

輸入端需使用高壓陶瓷或薄膜電容進(jìn)行去耦；

電感選型應(yīng)考慮飽和電流和溫升；

PCB布局需縮短功率環(huán)路，減少寄生電感；

散熱設(shè)計(jì)應(yīng)確保MOSFET結(jié)溫在安全范圍內(nèi)。

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