带有较低额定输入电压控制器的150V非同步降压解决方案
在如今的许多应用中，要求的额定输入电压超过许多现有dc/dc控制器的vin最大额定值。对此，传统的解决办法包括使用昂贵的前端保护或实现低端栅极驱动器件。这意味着采用隔离拓扑，如反激式转换器。隔离拓扑通常需要自定义磁性，且与非隔离方法相比，设计复杂性和成本也有所增加。
存在着另一种解决方案，可以通过使用vin max（最大输入电压）小于系统输入电压的简易降压控制器来解决问题。这是如何实现的呢？
降压控制器通常来源于参考电位（0v）的偏置电源（图1a）。偏置电源来自输入电压；因此，器件需要承受全部的vin电位。然而，因为开通p通道金属氧化物半导体场效应晶体管（mosfet）所需的栅极驱动电压在vgs低于vin，p通道降压控制器具有参考vin（图1b）的栅极驱动电源。关闭p通道mosfet则仅需简单地将栅极电压变为vin（0v vgs）（图2）。
图1：n通道(a)的vcc偏置生成；和p通道控制器(b)
图2：p通道控制器的栅极驱动
非同步p通道控制器导出其偏置电源以驱动p通道栅极，可带来巨大的效益，并且可能实现提供悬浮在0v电位以上的虚拟接地。对于n通道高侧mosfet，电压来自接地的参考电源。这是使用升压电容器和二极管泵送的电荷，以提供高于vin源极电位的栅极电压。使用p通道高侧mosfet可以显著简化该问题。要打开p通道mosfet，栅极电位需要低于vin的源极电位。因此，电源仅参考vin，而非上面提到的vin和接地。
悬浮接地
如何为控制器创建悬浮接地？这很简单，通过使用射极跟随器即可实现。图3所示为这种方案的基本实践。pnp发射极的电位为vbe（~0.7v），低于齐纳二极管电压电位（vz）。实质上，您可以将控制器浮动到vin，并调节控制器的参考值，以限制vin与器件接地之间的电压。
图3：使用简易射极跟踪器方案创建虚拟接地
输出电压转换
这里有一项挑战需要克服。由于控制器位于虚拟接地（vz-vbe），并产生参考接地（0v）电位的降压输出电压，因此如何才能将输出电压信号转换为位于虚拟接地上方的反馈电压（通常介于0.8v和1.25v之间）？图4说明了具体的挑战。
图4：展示vout（参考0v接地）与控制器的反馈电压（参考虚拟接地）之间电压电位差的示意图
要关闭环路，您可以使用一对配对晶体管以实践图5所示的电路。一匹配对将反馈信号发送至vin；另一匹配对产生从vin到虚拟接地之上电位的电流。
图5：非同步控制器和使用配对晶体管的馈电实践的高级原理图
综上所述
lm5085是我所述应用的理想选择，因为它是一个p通道非同步控制器，其vcc偏置电源参考vin。在传统应用中，lm5085可承受高达75vin的输入电压。对于输入瞬态电压远高于75v的应用，请考虑此处提出的解决方案，该输出为12v。
从控制器反馈电压1.25v开始，使用电流将反馈（ifb）设置为1ma，使用公式1计算rfb值：
式中，rfb = 1.25k。
rfb1设置电流镜的参考电流。再次以1ma作为参考电流，并使用公式2，计算rfb1，以设置输出电压：
式中，vout = 12v，rfb1 = 11.3k，vbe为~0.7v。
当1ma流入rfb2且发射极电流大致等于集电电流（ie〜ic）时，设置参考电流iref2。环路闭合，且电压将调节到所述的设定电压。
输出电压调节
当瞬态电压显著高于lm5085的绝对最大值时，适合应用这一想法。lm5085是一个恒定导通时间（cot）控制器；因此，其导通时间（ton）与vin成反比。然而，当将vin钳位到lm5085时，ton将不再随着vin（至功率级）的增加而调整，因为器件将具有由齐纳二极管设置的固定电压，而vin（至功率级）将不断增大。这将导致频率下降，因为功率级输入电压的增加值超过lm5085的钳位电压；因此调节电压可能会稍微开始增加。因此，为确保以type 1 纹波注入标准规定纹波注入电压的大小。最终，确保纹波被制定在可接受的范围内，以维持稳定性及最小化当纹波增加时的输出误差。
示例原理图
图6所示为绝对最大vin额定值为150v的48v电源的示意图。示例可以在3a条件下提供12vout。
图6：使用lm5085在3a设计时为24v至150vin（最大）/ 12vout
图7所示为从原型电路板获得的效率图，图中两大参数为效率（%）和负载电流（a）。
图7：不同输入电压下效率（%）与负载电流（a）的关系
图8所示为150vin时的开关节点电压和电感纹波电流。
图8：通道1开关节点电压，通道4电感纹波电流
结论
您可以在系统输入电压高于器件最大输入电压额定值的应用中使用p通道非同步降压控制器。该应用的优点在于使用成本较低的控制器，且最大程度地减少了组件数量。
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图1：n通道(a)的vcc偏置生成；和p通道控制器(b)
图2：p通道控制器的栅极驱动
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图3：使用简易射极跟踪器方案创建虚拟接地
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这里有一项挑战需要克服。由于控制器位于虚拟接地（vz-vbe），并产生参考接地（0v）电位的降压输出电压，因此如何才能将输出电压信号转换为位于虚拟接地上方的反馈电压（通常介于0.8v和1.25v之间）？图4说明了具体的挑战。
图4：展示vout（参考0v接地）与控制器的反馈电压（参考虚拟接地）之间电压电位差的示意图
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图5：非同步控制器和使用配对晶体管的馈电实践的高级原理图
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从控制器反馈电压1.25v开始，使用电流将反馈（ifb）设置为1ma，使用公式1计算rfb值：
式中，rfb = 1.25k。
rfb1设置电流镜的参考电流。再次以1ma作为参考电流，并使用公式2，计算rfb1，以设置输出电压：
式中，vout = 12v，rfb1 = 11.3k，vbe为~0.7v。
当1ma流入rfb2且发射极电流大致等于集电电流（ie〜ic）时，设置参考电流iref2。环路闭合，且电压将调节到所述的设定电压。
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