高壓高效率同步降壓變換器功率級電路的分析與設(shè)計.pdf

1、在高端電信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，分布式DC-DC開關(guān)電源供電已成為主流應(yīng)用方式。該方式通常需要將24V或-48V的母線電壓轉(zhuǎn)換為板內(nèi)系統(tǒng)所需的高功率低電壓電源，要求DC-DC開關(guān)電源具有寬范圍輸入電壓、低紋波輸出電壓、大功率密度、高效率等特點。因此本文專注于高壓同步降壓型DC-DC變換器(Buck)的功率級電路，重點討論功率損耗、參數(shù)優(yōu)化以及效率問題。 本文首先針對通信系統(tǒng)中的分布式電源，分析了DC-DC開關(guān)變換器，尤其是同步Buck變

2、換器的應(yīng)用需求，在此基礎(chǔ)之上提出了本文所要設(shè)計的一款同步Buck變換器的指標：5V～24V輸入電壓、0.925V～20V可調(diào)輸出電壓、5A最大負載電流和340kHz開關(guān)頻率。接著，從功率器件PowerMOSFETs的特性入手，結(jié)合同步Buck變換器的工作原理，對所要設(shè)計的功率級電路進行了模塊化的分析與設(shè)計，包括芯片外部的無源器件、集成的Power MOSFETs、驅(qū)動電路、自舉電路、電平位移電路和反向限流電路。分析與設(shè)計的具體內(nèi)容有：P

3、ower MOSFETs的工作過程、電感和電容的參數(shù)選取、功率損耗的來源與計算、驅(qū)動電路參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計、自舉充電過程、高低壓接口電路的電平轉(zhuǎn)換設(shè)計、反向電感電流的限制策略。最后，基于所設(shè)計的功率級電路，結(jié)合控制系統(tǒng)的宏模型，完成了對整個同步Buck變換器效率和瞬態(tài)響應(yīng)的性能測試，實現(xiàn)了提出的寬范圍輸入電壓、低紋波輸出電壓、大負載電流以及高效率的設(shè)計目標。此外，文中還對同步Buck變換器特有的寄生體效應(yīng)二極管、并聯(lián)肖特基二極管、死區(qū)時間、