1 啟動(dòng)運(yùn)行

為保持電源轉(zhuǎn)換器按預(yù)期正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員必須了解半橋驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)序列，尤其是在對(duì)浮動(dòng)的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器使用自舉偏置時(shí)。某些設(shè)計(jì)人員可能并不了解半橋驅(qū)動(dòng)器 IC 的時(shí)序，除非遇到轉(zhuǎn)換器運(yùn)行方面的問(wèn)題。為了使驅(qū)動(dòng)器輸出響應(yīng) LI（低側(cè)）和 HI（高側(cè)）輸入，VDD 電壓電平必須高于 VDD UVLO（欠壓鎖定）上升閾值。在滿(mǎn)足 VDD UVLO 閾值后，輸出響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器輸入之前存在 UVLO 延遲時(shí)間。HB（高側(cè)）偏置也有 UVLO，因此 HB 偏置必須遠(yuǎn)高于 HB UVLO 上升閾值，HO 輸出才能響應(yīng) HI 輸入。HB UVLO 電路在 HO（高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出）響應(yīng) HI 輸入之前，也存在延遲時(shí)間。

為了更好地理解雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器中的驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)問(wèn)題，我們可以參考標(biāo)準(zhǔn)直流/直流同步降壓中的驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)序列（輸出端從 0V 開(kāi)始）。

圖 1-1 展示自舉電容器充電路徑的簡(jiǎn)化同步降壓圖

圖 1-2 同步降壓時(shí)序圖

借助雙向直流/直流轉(zhuǎn)換器，許多應(yīng)用采用多相同步降壓/升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)支持高電流輸出。在較輕負(fù)載條件下提高效率的一種常見(jiàn)做法是隨著輸出電流/功率的降低而禁用相位。圖 1-3 展示了一種兩相配置，其中一個(gè)相位處于活動(dòng)狀態(tài)，另一個(gè)處于非活動(dòng)狀態(tài)。在實(shí)踐中，轉(zhuǎn)換器中可能存在額外的相位。在這種情況下，由有源相位供電的輸出端為 12V，第二相在功率級(jí)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)上有 12V 輸出。在非活動(dòng)相位，驅(qū)動(dòng)器 IC HS 引腳為 12V，可在 VDD 為 12V 或更低的情況下防止自舉電容器充電。當(dāng)非活動(dòng)相位開(kāi)始開(kāi)關(guān)時(shí)，第一個(gè) LI 輸入會(huì)導(dǎo)通低側(cè) FET，從而通過(guò)自舉二極管為自舉電容器電流 (IHB) 提供充電路徑。此外，負(fù)電感器電流也開(kāi)始從 12V 輸出流經(jīng)低側(cè) FET。在向自舉二極管陽(yáng)極施加 12V 電壓并在 HS 引腳上施加高 dV/dt 的情況下，自舉二極管具有高初始正向電流。在許多應(yīng)用中，這可能會(huì)超過(guò) 10A，并且會(huì)明顯更高，具體取決于驅(qū)動(dòng)器 IC 自舉二極管動(dòng)態(tài)電阻。如果啟用空閑相位的 PWM 脈沖，使得初始 LO 脈沖很短，則在低側(cè)關(guān)斷時(shí)，自舉二極管中的正向電流會(huì)非常高。在轉(zhuǎn)換器輸出端為 12V 的情況下，當(dāng) LO 關(guān)斷時(shí)，輸出電感器中會(huì)出現(xiàn)負(fù)電流斜坡。該負(fù)電感器電流導(dǎo)致開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為高電平并鉗位到 48V 輸入。這會(huì)迫使具有高正向電流的自舉二極管關(guān)斷，可能在自舉二極管中產(chǎn)生高反向電流。這種反向恢復(fù)應(yīng)力可能會(huì)損壞內(nèi)部自舉二極管。

圖 1-3 多相同步降壓/升壓 HB 電容器和電感器電流路徑

圖 1-4 非活動(dòng)相位啟動(dòng)時(shí)序圖