采用GaN的汽车降压／反向升压转换器，可实现高效48V配电

    汽车行业日益电气化的趋势使汽车制造商既能以成本效益向市场提供新的创新，又能满足日益严格的排放立法。将车辆的主母线电压提高到48V有助于满足耗电系统的需求，如轻度混合动力车辆的启停电机/发电机，以及电动助力转向、电动增压、真空泵和水泵等负载。

    与传统的12V汽车电源标准相比，48V配电可以在不增加电缆厚度、重量和成本的情况下提供四倍的电力。到2025年，预计每10辆汽车中就有一辆是48V轻度混合动力车。

    然而，立即放弃已建立的12伏电力系统并不是一个经济的选择。在实践中，48V和12V基础设施将在未来几代车辆中共存。为了使这种双电压设置令人满意地工作，每一个都是为了确保的相电流平衡，使用精密分流电阻器进行电流检测优于电感器 DCR 电流检测。然而，额定电流超过 70 A 的分流电阻器通常占用空间较大，因此寄生电感也较高，从而会导致高噪声，从而使电流检测放大器饱和，从而导致测量无效。克服这个问题的一个简单解决方案是添加一个具有匹配时间常数的 RC 滤波器网络，以消除并联电感。该设计使用带宽为 500 kHz 和 50 V/V 增益的电流检测放大器，与 200 Ω 分流电阻器一起使用时，可产生 10 mV/A 的总电流检测增益。

    确保两相之间的对称布局也很重要，以便平衡相电流，并限度地减少由于栅极驱动延迟、开关转换速度、过冲或其他参数不匹配而造成的任何影响。使用 GaN 功率器件进行设计时，内部垂直环路 [2] 方法是将去耦电容器放置在靠近 FET 的位置，并在下方放置一个坚固的接地层。为此应用选择的微控制器具有高分辨率 PWM 模块，可以控制占空比和 0.25 ns 的死区时间，从而可以对其进行优化以充分利用 GaN FET 的性能。

    降压和升压模式均采用数字平均电流模式控制。控制框图如图所示。2. 对两个独立的电流环路使用相同的电流基准 I REF将两个电感器中的电流调节至相同值。两个内部电流环路的带宽设置为 6 kHz，外部电压环路带宽设置为 800 Hz。