【導讀】在複雜的電子係統設計中，工程師經常麵臨一個挑戰：如何為工作電壓範圍嚴苛的負載

，提供波動劇烈的輸入電壓？例如在工業24V係統中，盡管標稱電壓為24V，實際運行中可能驟升至38V或跌至15V，遠超普通負載的耐受範圍。傳統升壓或降壓-升壓穩壓器雖能解決電壓轉換問題
，但在特定工況下仍存在效率瓶頸和電磁幹擾(EMI)挑戰。

在複雜的電子係統設計中
，工程師經常麵臨一個挑戰：如何為工作電壓範圍嚴苛的負載
，提供波動劇烈的輸入電壓
？例如在工業24V係統中，盡管標稱電壓為24V，實際運行中可能驟升至38V或跌至15V，遠超普通負載的耐受範圍。傳統升壓或降壓-升壓穩壓器雖能解決電壓轉換問題
，但在特定工況下仍存在效率瓶頸和電磁幹擾(EMI)挑戰。

直通模式：電源架構的智能優化

直通模式是一種創新的電源管理策略
，其核心思想是：當輸入電壓處於負載可安全工作的範圍內時
，通過內部控製邏輯繞過開關轉換電路，使輸入電源直接為負載供電。

以ADI公司的LT8210降壓-升壓控製器為例
，在直通模式下，其H橋架構的兩個高端開關保持常開狀態
，而兩個低端開關則完全關閉。這種配置形成了從輸入到輸出的直接通路，理論上可實現接近100%的能量傳輸效率。實測數據顯示，在此模式下係統的開關損耗幾乎為零
，這對於電池供電設備意味著顯著的續航提升。

圖1. 係統中負載的可允許電壓範圍小於電源的可能電壓範圍。

升壓轉換器中的直通技術應用

直通模式不僅適用於降壓-升(sheng)壓(ya)架(jia)構(gou)
，在(zai)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)中(zhong)同(tong)樣(yang)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)價(jia)值(zhi)。傳(chuan)統(tong)升(sheng)壓(ya)穩(wen)壓(ya)器(qi)中(zhong)

，當(dang)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)高(gao)於(yu)設(she)定(ding)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)時(shi)，能(neng)量(liang)通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)和(he)反(fan)激(ji)二(er)極(ji)管(guan)傳(chuan)遞(di)至(zhi)輸(shu)出(chu)端(duan)。然(ran)而(er)
，二(er)極(ji)管(guan)的(de)正(zheng)向(xiang)壓(ya)降(jiang)會(hui)導(dao)致(zhi)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)。

采用Silent Switcher技術的LT8337升壓穩壓器通過集成直通模式解決了這一問題。在直通狀態下，其高端MOSFET主動開啟，替代了二極管的作用，有效降低了導通壓降。實測數據顯示，這種設計可將相關路徑的效率提升3-5%。同時
，該芯片在直通模式下會將靜態電流降至僅15μA，極大降低了係統的待機功耗。

圖2. 配有直通模式的LT8210降壓-升壓穩壓器，用於在標準操作中傳送電壓。

實際應用中的性能優勢

在實際工業應用中，配備直通模式的電源解決方案展現出多重優勢：

效率提升：在輸入電壓適合直接供電的工況下，係統效率可從常規模式的85-95%提升至99%以上。例如，在12V係統中，當輸入電壓穩定在12V±5%範圍內時，直通模式可降低約40%的總功率損耗。

EMC性能改善：由於避免了開關操作，電源係統產生的電磁輻射顯著降低。測試表明，在直通模式下，電路的高頻噪聲分量可降低10-15dB，極大簡化了係統EMC設計難度。

熱管理優化：消除了開關損耗意味著電源芯片的溫升顯著改善。在相同負載條件下

，采用直通模式的芯片表麵溫度可比傳統模式低20-30°C。

圖3. 采用Silent Switcher技術的LT8337升壓穩壓器
，也提供直通模式。

工程應用考量

盡管直通模式優勢明顯，工程師在設計時仍需注意其特性：在(zai)直(zhi)通(tong)模(mo)式(shi)下(xia)
，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)將(jiang)跟(gen)隨(sui)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)，不(bu)再(zai)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)穩(wen)壓(ya)。因(yin)此(ci)
，必(bi)須(xu)確(que)保(bao)負(fu)載(zai)能(neng)夠(gou)承(cheng)受(shou)設(she)定(ding)閾(yu)值(zhi)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)。合(he)理(li)設(she)置(zhi)直(zhi)通(tong)模(mo)式(shi)的(de)啟(qi)用(yong)電(dian)壓(ya)窗(chuang)口(kou)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)，這(zhe)需(xu)要(yao)精(jing)確(que)分(fen)析(xi)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)壓(ya)容(rong)限(xian)和(he)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)際(ji)工(gong)況(kuang)。

結論

直zhi通tong模mo式shi代dai表biao了le電dian源yuan管guan理li技ji術shu的de一yi次ci重zhong要yao演yan進jin
，它ta通tong過guo智zhi能neng地di繞rao過guo不bu必bi要yao的de能neng量liang轉zhuan換huan環huan節jie，為wei寬kuan輸shu入ru電dian壓ya係xi統tong提ti供gong了le優you化hua解jie決jue方fang案an。隨sui著zheLT8210
、LT8337等支持該技術的器件問世
，工程師現在能夠設計出效率更高、EMI特性更佳、熱性能更優的電源係統，特別是在工業控製
、汽車電子和便攜設備等對能效和可靠性要求嚴苛的領域
，這項技術正展現出其獨特的價值。

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