在低電壓情形中，通常使用無變壓器的開關(guān)模式電源。但在某些應(yīng)用中，也可改為使用高壓降壓控制器等新型器件。高壓降壓控制器能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)，從而避免了使用變壓器所帶來的成本和難度。而且，高壓降壓控制器具備高功率轉(zhuǎn)換效率，支持高輸出電壓，并可用于從正電源生成高負(fù)電壓。

基于降壓轉(zhuǎn)換器原理的開關(guān)模式電源廣泛用于各類電子應(yīng)用。它們不需要變壓器，只需一個(gè)簡(jiǎn)單的線圈即可高效地將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓。此類轉(zhuǎn)換器應(yīng)用廣泛，設(shè)置也相當(dāng)簡(jiǎn)單。在典型應(yīng)用中，電源電壓最高可達(dá)60 V，輸出電壓可達(dá)12 V。如果電源電壓更高，或者希望輸出電壓更高時(shí)，可供選擇的轉(zhuǎn)換器IC通常較少。

當(dāng)然，利用開關(guān)穩(wěn)壓器在更高電壓下進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換也是可行的，但由于使用基于變壓器的轉(zhuǎn)換器拓?fù)洌绶醇せ蛘ゎ愋?，因而需要笨重且昂貴的變壓器。

圖1中的兩個(gè)開關(guān)S1和S2主要控制輸入電壓的最大可能范圍。然而，電壓轉(zhuǎn)換器IC中的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器也必須能夠生成S1開關(guān)所需的高柵極電壓。該電壓是最大電源電壓與MOSFET所需的閾值電壓之和。因此，除了MOSFET，電壓轉(zhuǎn)換器IC也必須根據(jù)要求進(jìn)行相應(yīng)的選擇。圖2顯示了LTC7897控制器IC，它支持高達(dá)135 V（絕對(duì)最大值140 V）的電源電壓。使用這款I(lǐng)C時(shí)，輸出電壓也可以非常高，最高可達(dá)135 V，只要低于輸入電壓即可。

圖1. 無變壓器的降壓開關(guān)穩(wěn)壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖2. 工作電壓最高可達(dá)135 V的LTC7897降壓控制器（簡(jiǎn)化電路）

這款高壓降壓控制器可以將100 V轉(zhuǎn)換為12 V。由于此設(shè)計(jì)使用分立開關(guān)，因此可以選擇支持大電流的MOSFET。例如，圖2中的電路可以產(chǎn)生20 A負(fù)載電流和12 V輸出電壓。

除了圖2中將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓的例子之外，還有一種場(chǎng)景是利用高正電壓獲得負(fù)電壓。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的一種可能拓?fù)涫欠聪嘟祲?升壓控制器拓?fù)?。這種電路不需要變壓器，只需一個(gè)簡(jiǎn)單的線圈即可從正輸入電壓生成負(fù)電壓。

反相降壓-升壓拓?fù)湟箅妷恨D(zhuǎn)換器具備足夠高的最大電壓承受能力，至少要能承受可用電源電壓與所生成負(fù)輸出電壓的絕對(duì)值之和。如果VIN為48 V，所需的 VOUT為-65 V，則開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電壓額定值必須至少為103 V。因此，具有高電壓額定值的開關(guān)模式電源特別適合生成高負(fù)電壓。

圖3顯示了LTC7897在反相拓?fù)渲袑?8 V電源電壓轉(zhuǎn)換為-65 V輸出電壓。

圖3. 高電壓能力在反相拓?fù)渲刑貏e重要（簡(jiǎn)化電路）

結(jié)論

在高電壓下工作的開關(guān)模式電源，不一定需要選擇基于變壓器的拓?fù)?。采用適當(dāng)?shù)碾娫崔D(zhuǎn)換器IC，例如LTC7897，許多應(yīng)用可以正常運(yùn)行，而不必使用復(fù)雜且成本高昂的變壓器。