一款最高工作频率为10 MHz、最小占空比为6.8%的GaN驱动器，采用自适应短脉冲高CMTI电平转换器及双开关自举技术

提出适用于汽车电子的高功率密度10MHz GaN驱动器，采用自适应噪声抑制高边电平移位器及双MOS自举电路，实现86.7%峰值效率，验证其在Buck和双脉冲拓扑中的优异噪声免疫性能（46V/ns和56V/ns）。

摘要：

在高压高频DC-DC转换器中，高端通道的电平转换器和浮动电源设计是主要挑战。本文提出了一种适用于高功率密度汽车电子产品的GaN驱动器，其工作频率可达10 MHz。该驱动器采用自适应短脉冲（ASP）技术，具有优异的抗噪声能力，能够在10 MHz频率下实现最短6.8 ns的导通时间。同时，本文还设计了一种双MOS开关自举（DMSB）电路，通过检测电压波动来确保自举电压（BST）在10 MHz频率下达到饱和状态（>80%），从而为低端栅极驱动信号提供稳定的电源。为了验证这项技术的可行性，研究人员在0.5 μm 80 V高压CMOS工艺中制造了一个半桥结构的GaN驱动器，其活性面积为1.44 × 1.42 mm²。该驱动器在降压转换器和双脉冲工作模式下均展现了出色的抗噪声性能：在60 V降压转换器中抗噪声能力可达46 V/ns，在48 V双脉冲拓扑结构中抗噪声能力可达56 V/ns。所提出的DMSB技术使得12至5 V电压转换的峰值效率达到了86.7%，相比传统方案提升了6.7%。