[發明專利]一種高頻DCDC開關電源裝置

在審

• 申請號: 201910490996.1
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110198121A
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 陳萬軍;李佳;劉熙;信亞杰;孫瑞澤;史琦
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M1/36
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明公開了一種高頻DCDC開關電源裝置，屬于電子電路技術領域。高頻DCDC開關電源裝置包括：DCDC轉換單元、反饋調節單元和頻率調節單元。DCDC轉換單元用于將輸入直流電壓轉換為輸出直流電壓；反饋調節單元用于檢測輸出信號，并反饋到輸入端，通過調節輸入脈寬調制信號來對輸出電壓進行調整；頻率調節單元用于調節電路的開關頻率，以便使其適用于不同的場合。本發明開關頻率最高可達兆赫茲級別。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，涉及一種高頻DCDC開關電源裝置。

背景技術

隨著科技的進步，人類社會對電能的需求與日俱增，如何高效地應用電能成為當下不得不思考的問題。目前，幾乎所有的電能都必須經過基于功率半導體的開關電源進行功率變換之后才能供電子設備使用。基于功率半導體的開關電源技術作為新能源和節能減排的基礎和核心技術之一，有效促進了電能更有效、更節能、更環保地應用。近年來，隨著新能源汽車等領域的興起，基于功率半導體的開關電源技術擁有了更廣闊的應用前景。

DCDC電路作為最常見的一類開關電源，廣泛應用于集成器及智能電表、工業控制領域、醫療設備領域以及軍用工業領域。在當今社會中具有十分重要的作用。遺憾的是，目前基于功率半導體的DCDC開關電源技術多采用傳統硅基器件作為開關電源，由于硅基器件自身特性所限，導致在高頻下現有的DCDC開關電源開關損耗和導通損耗較大，效率十分低下。因而現有的DCDC工作頻率多在兆赫茲以下，極大的限制了DCDC開關電源的廣泛應用。

發明內容

針對現有的DCDC開關電源難以在高頻下正常工作的問題，本發明提供一種旨在可使工作頻率達到兆赫茲的高頻DCDC開關電源裝置。

本發明的技術方案是，一種高頻DCDC開關電源裝置，包括：

DCDC轉換單元，用于將輸入直流電壓轉換為輸出直流電壓；

優選的，所述DCDC轉換單元包括控制單元、驅動單元和半橋電路，控制單元用于實現輸入直流信號到驅動單元輸入信號的轉換，驅動單元用于根據輸入信號驅動半橋電路上下管開啟和關閉，進而將輸入直流電壓轉換為輸出直流電壓。

優選的，所述轉換單元的控制單元包括：

控制芯片LTC3810，所述控制芯片LTC3810用于將輸入直流信號轉換為驅動單元輸入信號；

電容C5，所述電容C5的一端接LTC3810的SS/TRACK陰極，電容C5的另一端接地，用于幫助電路實現軟開啟；

電容C1，所述電容C1的一端接LTC3810的Boost端，電容C1的另一端接地，用于協助芯片輸出驅動信號；

電阻R7和電容C6，所述電容R7與C6串聯，C6一端接LTC3810的PLL/LPF腳，R7一端接地，所述電阻R7和電容C6用于保持控制芯片內部鎖相環正常工作。

優選的，所述轉換單元的驅動單元包括：

驅動芯片LMG1205，所述驅動芯片LMG1205用于驅動半橋電路開啟和關閉，進而對輸出電壓進行調整。

優選的，所述轉換單元的半橋電路包括：

上管U1和下管U2，所述上管上管U1和下管U2采用功耗更小的氮化鎵晶體管，以便DCDC開關電源裝置在高頻下仍保持較高的效率。

值得注意的是，本發明采用功耗更小的氮化鎵晶體管作為半橋的開關管，不僅可以降低損耗、提高效率，還是提高工作頻率的關鍵所在。

DCDC反饋調節單元，用于檢測輸出信號，并反饋到輸入端，通過調節輸入脈寬調制信號來對輸出電壓進行調整。

優選的，所述反饋調節單元包括：