高壓高效率同步降壓變換器功率級電路的分析與設計.pdf

1、在高端電信和網絡設備中，分布式DC-DC開關電源供電已成為主流應用方式。該方式通常需要將24V或-48V的母線電壓轉換為板內系統(tǒng)所需的高功率低電壓電源，要求DC-DC開關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開關變換器，尤其是同步Buck變

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

3、ower MOSFETs的工作過程、電感和電容的參數選取、功率損耗的來源與計算、驅動電路參數的優(yōu)化設計、自舉充電過程、高低壓接口電路的電平轉換設計、反向電感電流的限制策略。最后，基于所設計的功率級電路，結合控制系統(tǒng)的宏模型，完成了對整個同步Buck變換器效率和瞬態(tài)響應的性能測試，實現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計目標。此外，文中還對同步Buck變換器特有的寄生體效應二極管、并聯肖特基二極管、死區(qū)時間、