1 簡介

HVLV DCDC 轉換器的偏置電源主要可分為兩部分：隔離式偏置電源和非隔離式偏置電源。考慮到微控制器位于轉換器的 LV 次級側，HV 初級側需要隔離式柵極驅動器。因此，需要使用隔離式偏置電源為隔離式柵極驅動器供電。可以使用不同的拓撲來設計隔離式輔助電源。常用的拓撲包括反激式、推挽式、LLC 諧振和集成變壓器模塊。每種拓撲都具有特定的優(yōu)勢，但同時也存在各種權衡和挑戰(zhàn)。拓撲的選擇在很大程度上取決于隔離式輔助電源的整體架構。不同的 Si、SiC、GaN、IGBT 開關（以及可能的其他開關）需要不同的輸入電壓范圍來提供柵源電壓。因此，隔離式輔助電源架構和器件選型也取決于設計中使用的開關。

考慮到微控制器位于低壓側，并與低壓電池共用同一接地，因此直流/直流轉換器次級側的所有器件（如非隔離式柵極驅動器、有源鉗位電路柵極驅動器、傳感器、控制器局域網(wǎng) (CAN) 等）均可使用非隔離式偏置電源供電。對于低電壓電池，可以使用降壓轉換器、單端初級電感轉換器 (SEPIC) 或降壓/升壓轉換器等非隔離式 DCDC 轉換器生成穩(wěn)壓電壓軌。此穩(wěn)壓電壓軌可進一步用于將所需的偏置電源分配至初級側和次級側器件。

偏置電源器件從 HEV 或 EV 的低壓電池或高壓電池獲取電能。根據(jù)電源不同，偏置電源可分為兩類：低壓隔離式偏置電源和高壓隔離式偏置電源。偏置電源電路可以直接連接到電池，也可以使用前置穩(wěn)壓器連接到電池。是否需要前置穩(wěn)壓器，取決于器件能否具有寬輸入電壓范圍。盡管低壓電池常用于為隔離式輔助電源供電，但有時低壓和高壓電池都用于在系統(tǒng)中提供冗余。冗余電源可以使整個系統(tǒng)實現(xiàn)更高的功能安全性。

圖 1-1 展示了具有 DC-DC 初級和 DC-DC 次級的通用 HVLV DCDC 轉換器電路。開關命名為 Pri_HS_1、Pri_HS_2 等。此命名規(guī)則的第一部分指示開關屬于轉換器的 DC-DC 初級和 DC-DC 次級。第二部分顯示了電路使用高側開關還是低側開關。第三部分顯示了高側或低側開關編號。照此考慮上述每個開關的柵極驅動器以及柵極驅動器的隔離式輔助電源的相同命名規(guī)則。本文檔的各圖中使用此命名規(guī)則來描述不同的隔離式輔助電源架構。

圖 1-1 HVLV DCDC 通用電路