1 简介

HVLV DCDC 转换器的偏置电源主要可分为两部分：隔离式偏置电源和非隔离式偏置电源。考虑到微控制器位于转换器的 LV 次级侧，HV 初级侧需要隔离式栅极驱动器。因此，需要使用隔离式偏置电源为隔离式栅极驱动器供电。可以使用不同的拓扑来设计隔离式辅助电源。常用的拓扑包括反激式、推挽式、LLC 谐振和集成变压器模块。每种拓扑都具有特定的优势，但同时也存在各种权衡和挑战。拓扑的选择在很大程度上取决于隔离式辅助电源的整体架构。不同的 Si、SiC、GaN、IGBT 开关（以及可能的其他开关）需要不同的输入电压范围来提供栅源电压。因此，隔离式辅助电源架构和器件选型也取决于设计中使用的开关。

考虑到微控制器位于低压侧，并与低压电池共用同一接地，因此直流/直流转换器次级侧的所有器件（如非隔离式栅极驱动器、有源钳位电路栅极驱动器、传感器、控制器局域网 (CAN) 等）均可使用非隔离式偏置电源供电。对于低电压电池，可以使用降压转换器、单端初级电感转换器 (SEPIC) 或降压/升压转换器等非隔离式 DCDC 转换器生成稳压电压轨。此稳压电压轨可进一步用于将所需的偏置电源分配至初级侧和次级侧器件。

偏置电源器件从 HEV 或 EV 的低压电池或高压电池获取电能。根据电源不同，偏置电源可分为两类：低压隔离式偏置电源和高压隔离式偏置电源。偏置电源电路可以直接连接到电池，也可以使用前置稳压器连接到电池。是否需要前置稳压器，取决于器件能否具有宽输入电压范围。尽管低压电池常用于为隔离式辅助电源供电，但有时低压和高压电池都用于在系统中提供冗余。冗余电源可以使整个系统实现更高的功能安全性。

图 1-1 展示了具有 DC-DC 初级和 DC-DC 次级的通用 HVLV DCDC 转换器电路。开关命名为 Pri_HS_1、Pri_HS_2 等。此命名规则的第一部分指示开关属于转换器的 DC-DC 初级和 DC-DC 次级。第二部分显示了电路使用高侧开关还是低侧开关。第三部分显示了高侧或低侧开关编号。照此考虑上述每个开关的栅极驱动器以及栅极驱动器的隔离式辅助电源的相同命名规则。本文档的各图中使用此命名规则来描述不同的隔离式辅助电源架构。

图 1-1 HVLV DCDC 通用电路