4 采用直流/直流轉(zhuǎn)換器模塊的分布式架構(gòu)

對(duì)于分布式架構(gòu)，使用直流/直流集成變壓器模塊可能是更好的選擇。這些集成模塊具有集成變壓器，可在 11MHz 至 15MHz 的極高頻率范圍內(nèi)進(jìn)行開關(guān)。使用集成變壓器模塊無(wú)需外部變壓器，從而減小了整個(gè)系統(tǒng)的尺寸和高度。集成變壓器可更好地抵抗振動(dòng)。此外，這些直流/直流集成模塊只需要很少的外部分立式元件，因此從設(shè)計(jì)和布局角度來(lái)看，這種架構(gòu)更簡(jiǎn)單。

TI 提供多種型號(hào)的直流/直流集成模塊。借助這些型號(hào)，可根據(jù)系統(tǒng)中輸入電壓軌的可用性和所需的輸出電壓靈活地選擇合適的器件。表 4-1 展示了所有型號(hào)和技術(shù)規(guī)格。

在車載充電器的全分布式架構(gòu)中，架構(gòu)的設(shè)計(jì)有幾種不同的方式。是否要求前置穩(wěn)壓器，以便為直流/直流集成模塊提供穩(wěn)壓軌，取決于柵極驅(qū)動(dòng)器的電源要求。如 表 4-1 中所述，在輸入電壓范圍很寬的情況下，直流/直流集成模塊直接連接到電池時(shí)會(huì)發(fā)生功率降額。

如 圖 4-1 所示，每個(gè)高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器使用一個(gè)單獨(dú)的直流/直流集成模塊，而低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器使用反激式或推挽式器件（使用多繞組變壓器）供電。對(duì)于低側(cè)，可以使用變壓器的同一輸出繞組為共享同一接地的多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器提供輔助電源。

高側(cè)的隔離式輔助電源可以使用自舉方法實(shí)現(xiàn)。如 圖 4-2 所示，使用自舉電路生成高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器的隔離式輔助電源。在使用直流/直流模塊的情況下，每個(gè)直流/直流模塊可用于直接為低側(cè)供電，也可借助自舉方法為高側(cè)供電。使用自舉方法還可實(shí)現(xiàn)反激式、推挽式等其他拓?fù)洹?duì)于高開關(guān)頻率的設(shè)計(jì)，尤其是使用 GaN 開關(guān)時(shí)，自舉二極管中的功率損耗可能會(huì)導(dǎo)致熱挑戰(zhàn)。因此，在低開關(guān)頻率的設(shè)計(jì)中，自舉方法更為合適。

圖 4-3 展示了一個(gè)全分布式架構(gòu)，它也可用于柵極驅(qū)動(dòng)器的隔離式輔助電源。盡管從安全角度來(lái)看這種方法是不錯(cuò)的，擁有設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但由于器件數(shù)量多，此類架構(gòu)的成本很高。