LTC7897：高压非隔离降压方案

在高电压电源系统中，传统设计常采用反激或正激等基于变压器的拓扑结构实现电压转换。然而，这类方案需使用体积大、成本高的变压器，增加了设计复杂性和EMI风险。亚德诺半导体（ADI）的LTC7897高压降压控制器，为工程师提供了一种高效、简洁的非隔离替代方案，支持输入电压高达135V（绝对最大值140V），适用于无需电气隔离的高压直流转换应用。

高压降压拓扑原理与挑战

典型的无变压器降压转换器（Buck Converter）通过开关S1和S2控制电感储能与释放，实现高效降压。其关键限制在于：高端MOSFET的栅极驱动电压必须高于输入电压，以确保完全导通。例如，当VIN=100V时，栅极驱动需达到105–110V（考虑阈值电压）。因此，控制器内部必须集成高压电平移位电路或自举驱动机制。

LTC7897采用外部N沟道MOSFET构成同步整流架构，其内置栅极驱动器可支持高达140V的BOOT至SW电压差，满足高压侧开关的驱动需求。该器件工作于电流模式控制，开关频率可在50kHz至500kHz范围内编程，支持轻载脉冲跳跃模式以提升效率。

典型应用：高压转低压

在标准降压配置下，LTC7897可将100V输入降至12V输出，并支持高达20A的连续负载电流。由于采用分立式MOSFET设计，工程师可根据导通损耗、热性能和成本目标灵活选择器件。例如，选用低RDS(ON)的N沟道MOSFET可降低传导损耗，提升整体效率至90%以上。

此外，该控制器具备精确的电流检测功能，支持峰值电流限制和均流控制，适用于多相并联扩展设计。

反相降压-升压拓扑：生成高压负电压

LTC7897还可配置为反相降压-升压（Inverting Buck-Boost）拓扑，用于从正输入生成负输出电压。例如，将**+48V转换为-65V**，广泛应用于工业仪表、通信基站和测试设备中的双极性电源系统。

在此模式下，开关器件承受的最大电压应力为 |VIN| + |VOUT|。上述48V转-65V应用中，MOSFET和二极管需耐受至少113V电压。LTC7897的高电压额定能力使其成为此类应用的理想选择。

关键特性与设计优势

宽输入范围：4.5V至135V，支持12V、24V、48V及更高母线电压。

高效率：同步整流架构减少二极管压降损耗，典型效率>90%。

高功率密度：无需变压器，仅需单个电感，显著减小PCB面积。

保护功能：集成过流保护（OCP）、过温保护（OTP）和UVLO。

EMI优化：可编程slew rate控制开关边沿，降低噪声。

设计注意事项

输入端需使用高压陶瓷或薄膜电容进行去耦；

电感选型应考虑饱和电流和温升；

PCB布局需缩短功率环路，减少寄生电感；

散热设计应确保MOSFET结温在安全范围内。

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