磁滯穩壓器具有使用簡單和寬輸入電壓範圍的特性，因此經常被設計工程師採用。美國國家半導體（National Semiconductor）的LM5007就是一款多變化的恆定通電時間磁滯拓樸晶片，可以提供接近固定頻率的操作。大多數磁滯穩壓器是針對標準正電壓降壓的應用，此外，對於負電壓輸出的要求也能夠提供少許支援。這款穩壓器晶片的誕生，也提供了新一代通訊系統、汽車電子系統、－48伏（V）配電式及採用電池供電系統更完善的解決方案。

目前許多系統設計工程師都採用變壓器耦合的馳回穩壓器提供偏壓電源。然而，除了昂貴的成本外，效率也不理想。而這款新推出的解決方案則解決了這些問題。LM5007晶片只採用一個簡單的電感器及兩顆外置元件，不但可有效減低成本，更可提高效率，因為LM5007晶片可以發揮超過 90％的效率，但成本及所佔電路板板面空間都遠低於目前的隔離式偏壓電源供應器解決方案。

LM5007晶片是一款降壓偏壓穩壓器，可降低主電源供應器高達75伏的高壓，做為次級控制線路的供電（10伏典型值）。不但具備高壓電源供應器所需的一切功能，而內含額定峰值電流為0.7A的80伏N通道功率金屬氧化半導體場效應電晶體（power MOSFET），更可在高達500kHz的高頻下進行開關作業，使偏壓電源供應器可以採用較小型的輸出濾波器，確保可連續輸出高達0.5A的負載電流。這樣不但可以將佔用的印刷電路板板面空間減至最少，而且也可提高系統的效率及成本效益。LM5007晶片採用4mmx4mm的小型8接腳LLP CSP及MSOP-8兩種封裝。無論在場效應電晶體（FET）故障率、內建升壓電容二極體、軟啟動還是過熱保護等方面，LM5007晶片的效能都更為強大。

高度整合的技術

由於LM5007晶片設有控制電路，因此無需為環路提供補償，而且更可利用與輸入線路電壓成反比的啟動時間（ON-time）產生極快的暫態反應。這樣產生的開關頻率較為穩定及容易加以濾波。強制閒置時間（OFF-time）由智慧型電流限幅電路負責執行，而這個強制閒置時間與輸出電壓成反比，確保短路情況不會出現，也避免出現折回情況（foldback）。

LM5007晶片內含峰值電流高達0.7A的80伏功率MOSFET，因此適用於通訊系統、汽車電子系統及工業用電源供應器等一系列應用方案，只要添加一個小型的電感濾波器，便可輕易配置為成本低廉的偏壓電源供應器，而且更可大幅減少元件數目，有助縮小印刷電路板的板面空間。LM5007 晶片也內含能在9伏至75伏電壓範圍內作業的高壓啟動偏壓穩壓器，其他的功能特色還有過熱停機功能以及智慧型的電流限幅閒置時間（OFF-time）計時器。

如(圖一)之電路圖中顯示，使用負極降壓恆定通電時間穩壓器時並不會增加複雜性。 此電路建立在LM5007恆定通電時間穩壓器的周遭，其標準正極降壓是由電流直接輸出到電感中而形成開關架構。圖中電晶體Q2反向U1的驅動輸出，並且下沉電感器的電流到接地上。Q2的作用如主動式切斷的電晶體Q1，飛輪二極體連接電感器與系統接地定瞄向接地上。

《圖一　 LM5007電路圖》 - BigPic:616x389

磁滯穩壓器將根據輸出電壓漣波觸發下一個時間週期。就負極的穩壓器而言，Vout參考此漣波電壓，但是LM5007則參考Vin。在這裡U2差動放大器的作用就如同單一增益的位準移位，能夠有效的將漣波參考電壓移動到Vin之中。 於設計時，電阻分壓器R3/R4 必須由平均輸出電壓分壓至－2.5伏特（volts），因為其絕對值是U1觸發的臨界點。此時，有兩件關於U2的重要事項必須特別提出。第一，由於R3/R4的直流電流分壓器與紋波零組件一起位準移位，因此增益必須是單一的。 其次，必須在適當的反相中取得漣波峰值和谷值，否則原本是一個峰值的可能會如同一個谷值出現於觸發輸入中。

為了要觸發U1，至少50mV或者漣波在2.5V訊號狀態是非常重要的。圖中R6的主要目的是增加ESR到C2內，以增加輸出中的漣波零組件。R6應該被校正到p所要求調整的紋波電壓之中。LM5007數據表詳述了有關於允許額外電路，在降低的漣波中操作的技術。 另外，這些技術也適用於負極轉換器。

因為U1驅動著低端開關而非一般的高端電感，所以在BST輸出的時候不需要啟動電容器。此外，U1被接地並且被當成是一個雜訊濾波器來使用。

在圖一中，–Vin的值是－20伏特（volts）。不過，U1被額定的輸入電壓為80伏特（volts）。如果出現較高的Vin電壓比率，工程師選擇接受U2和其他的零組件時，必需非常小心，建議額定這些元件為80伏特（volts）。在本文中，則以採用最少外部零組件及LM5007恆定通電時間穩壓器來達成負極電壓。

---作者任職於NS 美國國家半導體---