汽車行業(yè)日益電氣化的趨勢(shì)使汽車制造商既能以成本效益向市場(chǎng)提供新的創(chuàng)新，又能滿足日益嚴(yán)格的排放立法。將車輛的主母線電壓提高到48V有助于滿足耗電系統(tǒng)的需求，如輕度混合動(dòng)力車輛的啟停電機(jī)/發(fā)電機(jī)，以及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)增壓、真空泵和水泵等負(fù)載。

    與傳統(tǒng)的12V汽車電源標(biāo)準(zhǔn)相比，48V配電可以在不增加電纜厚度、重量和成本的情況下提供四倍的電力。到2025年，預(yù)計(jì)每10輛汽車中就有一輛是48V輕度混合動(dòng)力車。

    然而，立即放棄已建立的12伏電力系統(tǒng)并不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的選擇。在實(shí)踐中，48V和12V基礎(chǔ)設(shè)施將在未來幾代車輛中共存。為了使這種雙電壓設(shè)置令人滿意地工作，每一個(gè)都是為了確保的相電流平衡，使用精密分流電阻器進(jìn)行電流檢測(cè)優(yōu)于電感器 DCR 電流檢測(cè)。然而，額定電流超過 70 A 的分流電阻器通常占用空間較大，因此寄生電感也較高，從而會(huì)導(dǎo)致高噪聲，從而使電流檢測(cè)放大器飽和，從而導(dǎo)致測(cè)量無效。克服這個(gè)問題的一個(gè)簡(jiǎn)單解決方案是添加一個(gè)具有匹配時(shí)間常數(shù)的 RC 濾波器網(wǎng)絡(luò)，以消除并聯(lián)電感。該設(shè)計(jì)使用帶寬為 500 kHz 和 50 V/V 增益的電流檢測(cè)放大器，與 200 Ω 分流電阻器一起使用時(shí)，可產(chǎn)生 10 mV/A 的總電流檢測(cè)增益。

    確保兩相之間的對(duì)稱布局也很重要，以便平衡相電流，并限度地減少由于柵極驅(qū)動(dòng)延遲、開關(guān)轉(zhuǎn)換速度、過沖或其他參數(shù)不匹配而造成的任何影響。使用 GaN 功率器件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，內(nèi)部垂直環(huán)路 [2] 方法是將去耦電容器放置在靠近 FET 的位置，并在下方放置一個(gè)堅(jiān)固的接地層。為此應(yīng)用選擇的微控制器具有高分辨率 PWM 模塊，可以控制占空比和 0.25 ns 的死區(qū)時(shí)間，從而可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化以充分利用 GaN FET 的性能。

    降壓和升壓模式均采用數(shù)字平均電流模式控制?？刂瓶驁D如圖所示。2. 對(duì)兩個(gè)獨(dú)立的電流環(huán)路使用相同的電流基準(zhǔn) I REF將兩個(gè)電感器中的電流調(diào)節(jié)至相同值。兩個(gè)內(nèi)部電流環(huán)路的帶寬設(shè)置為 6 kHz，外部電壓環(huán)路帶寬設(shè)置為 800 Hz。