一种基于碳化硅MOSFET的高效同步整流BUCK电路制造技术

本发明专利技术公开的一种基于碳化硅MOSFET的高效同步整流BUCK电路，包括数字控制器，数字控制器的输出端依次与碳化硅MOSFET驱动单元和DC/DC转换单元连接，DC/DC转换单元连接输出Vout；数字控制器的输入端分别与温度传感器、频率调节单元、自适应死区时间调整单元连接，输出Vout还分别通过SW过零比较单元、过流保护单元、反馈及补偿网络单元与数字控制器连接；通过采用碳化硅MOSFET作为开关器件，结合频率‑温度双参数映射算法动态调整死区时间，利用器件导通电阻Rds(on)实现无损电流检测与过流保护，并基于SW节点电压实时监测实现零电流关断控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于碳化硅mosfet的高效同步整流buck电路。

技术介绍

1、现有的低导通电阻系统从二极管整流逐渐变更到同步整流，引入了低压侧mosfet，低压侧mosfet引入虽降低了导通损耗，但受限于硅材料物理特性，其开关损耗在mhz量级频率下显著增加。而碳化硅mosfet凭借2.8ev的宽禁带特性，可将击穿场强提升10倍，理论上允许器件工作在更高频段，有助于减小无源器件(电感、电容)体积，提升功率密度；同时，碳化硅mosfet的导通电阻(如40mω级)远低于硅基器件，可大幅度降低导通损耗；此外，碳化硅肖特基二极管几乎无反向恢复电流，与碳化硅mosfet配合使用，可进一步降低开关损耗和电磁干扰(emi)。

2、然而，尽管同步整流技术和碳化硅mosfet在理论上优势明显，但在实际应用中仍面临一系列挑战：

3、1、驱动时序敏感：碳化硅mosfet对栅极驱动电路和时序要求严苛，现有驱动方案在高频下易受寄生参数影响，导致驱动信号畸变。

4、2、死区时间矛盾：在高频工况下，碳化硅mosfet的开关速度加快，开通/关断时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于碳化硅MOSFET的高效同步整流BUCK电路，其特征在于：包括数字控制器，数字控制器的输出端依次与碳化硅MOSFET驱动单元和DC/DC转换单元连接，DC/DC转换单元连接输出Vout；数字控制器的输入端分别与温度传感器、频率调节单元、自适应死区时间调整单元连接，输出Vout还分别通过SW过零比较单元、过流保护单元、反馈及补偿网络单元与数字控制器连接；

2.如权利要求1所述的基于碳化硅MOSFET的高效同步整流BUCK电路，其特征在于：所述高压侧碳化硅MOSFETQ1的漏极连接输入电压Vin的正极，高压侧碳化硅MOSFETQ1的源极连接低压侧碳化硅MOSFETQ2...

【技术特征摘要】

1.一种基于碳化硅mosfet的高效同步整流buck电路，其特征在于：包括数字控制器，数字控制器的输出端依次与碳化硅mosfet驱动单元和dc/dc转换单元连接，dc/dc转换单元连接输出vout；数字控制器的输入端分别与温度传感器、频率调节单元、自适应死区时间调整单元连接，输出vout还分别通过sw过零比较单元、过流保护单元、反馈及补偿网络单元与数字控制器连接；

2.如权利要求1所述的基于碳化硅mosfet的高效同步整流buck电路，其特征在于：所述高压侧碳化硅mosfetq1的漏极连接输入电压vin的正极，高压侧碳化硅mosfetq1的源极连接低压侧碳化硅mosfetq2的漏极及功率电感l1的第一端；低压侧碳化硅mosfetq2的源极接地，功率电感l1的第二端连接输出电容组cout的正极及负载端，输出电容cout的负极接地。

3.如权利要求1所述的基于碳化硅mosfet的高效同步整流buck电路，其特征在于：所述数字控制器，其第一pwm输出端ho连接至第一驱动单元的输入端，第二pwm输出端lo连接至第二驱动单元的输入端。

4.如权利要求1所述的基于碳化硅mosfet的高效同步整流buck电路，其特征在于：所述反馈及补偿网络单元包括分压电阻rfb1、分压电阻rfb2、补偿电阻r1、补偿电阻r2、补偿电容c1～c3、误差放大器opa1和比较器comp1；

5.如权利要求1所述的基于碳化硅mosfet的高效同步整流buck电路，其特征在于：所述自适应...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑高铭，李欢，孙峰，胡雅婷，刘京，刘羽捷，丁航，
申请(专利权)人：中国振华集团永光电子有限公司国营第八七三厂，
类型：发明
国别省市：