低压器件具备特征参数NFoM(Rdson*Cotr)较小的特性,利用这一特性,将低压器件进行电路串联运用在高压变换场合,可以减小串联谐振拓扑开关管的最小导通损耗,因而提出了元胞化MHz频率谐振DC-DC变换器拓扑,可以大幅提升MHz变换效率和功率密度。然而MHz开关频率下的驱动损耗限制了效率的进一步提升,并且原边串联的MOS管需要较多的驱动芯片,其驱动面积限制了功率密度的提升。
本工作提出了一种多绕组的变压器谐振驱动方法,利用变压器的励磁电感与所驱动MOS管的栅极电容谐振,在提供多路相互隔离的对称驱动电压的同时回收驱动能量。基于所提出的元胞化MHz谐振DC-DC拓扑和谐振驱动方法,设计了1MHz-380V/12V-170A的DC-DC变换器模块,实现了98.4%的峰值效率和1.3kW/in3的功率密度。
