同步整流
同步整流工作原理
![同步整流工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/e55cdbc1bb0d4a7302768e9951e79b89680268b8.png)
同步整流工作原理一、引言同步整流技术是电力电子技术中的一种重要应用,它可以在直流电源中实现高效率、高精度的输出。
同步整流技术已经广泛应用于各种领域,例如工业自动化、通信设备、医疗设备等。
二、同步整流概述同步整流是指在交流-直流变换器中使用同步开关代替二极管进行整流。
这种方法可以减少二极管的损耗,并且能够提高转换器的效率和精度。
同时,同步整流还可以实现反向电压保护和输出过电压保护等功能。
三、同步整流工作原理1.基本原理同步整流工作原理基于交-直变换器的基本原理。
交-直变换器通常由两个开关管(MOSFET或IGBT)和一个滤波电感组成。
当一个开关管导通时,输入电压施加在滤波电感上,并且输出端口被充电;当另一个开关管导通时,输入电压施加在另一个滤波电感上,并且输出端口被放电。
通过周期性地切换两个开关管,可以将输入交流电转换为稳定的直流输出。
2.同步整流原理在传统的交-直变换器中,输出电压是通过二极管进行整流的。
然而,二极管具有较大的正向压降和反向漏电流,这会导致能量损失和效率下降。
为了解决这个问题,可以使用同步开关代替二极管进行整流。
同步开关是一种可控硅器件(MOSFET或IGBT),它可以根据控制信号进行导通和截止。
当同步开关导通时,输入电压施加在滤波电感上,并且输出端口被充电;当同步开关截止时,输出端口上的电荷被释放到负载中。
由于同步开关具有较小的正向压降和反向漏电流,因此能够提高转换器的效率和精度。
此外,由于同步开关可以根据控制信号进行导通和截止,因此还可以实现反向电压保护和输出过电压保护等功能。
3.控制策略为了实现同步整流,在交-直变换器中需要添加一个同步开关,并且需要设计一个合适的控制策略。
常用的控制策略包括:(1)恒频PWM控制:这种控制策略通过固定的PWM频率和占空比来控制同步开关的导通和截止。
该策略简单易行,但是在低负载时可能会出现效率下降的问题。
(2)恒频PAM控制:这种控制策略通过固定的PAM频率和幅值来控制同步开关的导通和截止。
倍流整流拓扑同步整流
![倍流整流拓扑同步整流](https://img.taocdn.com/s3/m/00b50022f4335a8102d276a20029bd64783e628f.png)
倍流整流拓扑同步整流倍流整流拓扑和同步整流是电力电子领域中常见的两种整流方式。
倍流整流拓扑是指通过并联多个整流电路来实现整流的过程,而同步整流是一种通过控制开关器件的开关时间来实现整流的方式。
本文将详细介绍这两种整流方式的原理和特点。
一、倍流整流拓扑倍流整流拓扑是一种通过并联多个整流电路来提高整流效率的方式。
在倍流整流拓扑中,每个整流电路负责整流输入电流的一部分,通过并联多个整流电路可以将整流电流均匀分配到各个电路中,从而减小每个电路的负载电流,提高整流效率。
倍流整流拓扑通常由多个整流电路和一个功率分配电路组成。
整流电路可以采用多种形式,如单相桥式整流电路、三相桥式整流电路等。
功率分配电路负责将输入电流按比例分配到各个整流电路中,通常采用电流分配变压器或电流分配电感等元件来实现。
倍流整流拓扑的优点是能够提高整流效率和功率因数,减小电路中元件的负载电流,提高整流电路的可靠性和稳定性。
然而,倍流整流拓扑也存在一些缺点,如电路结构复杂、控制难度大等。
二、同步整流同步整流是一种通过控制开关器件的开关时间来实现整流的方式。
在同步整流中,开关器件的开关时间与输入电压波形和输出电压波形同步,从而实现整流过程。
同步整流通常采用开关二极管、开关场效应管等器件来实现。
通过控制这些开关器件的导通和截止时间,使其与输入电压波形和输出电压波形同步。
当输入电压为正值时,开关器件导通,输出电压为正值;当输入电压为负值时,开关器件截止,输出电压为零。
同步整流的优点是能够提高整流效率和功率因数,减小电路中元件的功耗和温升,提高整流电路的可靠性和稳定性。
同时,同步整流还具有响应速度快、控制精度高等优点。
然而,同步整流也存在一些缺点,如开关器件的损耗和散热问题、控制电路的复杂性等。
三、倍流整流拓扑与同步整流的比较倍流整流拓扑和同步整流是两种常见的整流方式,它们在实际应用中有各自的优缺点。
倍流整流拓扑相对于同步整流来说,电路结构更为简单,控制难度较小。
同步整流及 llc 死区时间
![同步整流及 llc 死区时间](https://img.taocdn.com/s3/m/be6082dc50e79b89680203d8ce2f0066f533640a.png)
同步整流及 LLC 死区时间目录1. 同步整流概述2. LLC 调制技术简介3. 死区时间的重要性4. 提高死区时间的方法5. 结语1. 同步整流概述同步整流是一种用于直流电源系统中的电路,它的作用是将交流输入电压转换为直流电压输出。
这种电路通常用于电力电子设备中,例如变流器、逆变器等,也被广泛应用于新能源领域,如光伏发电系统、风力发电系统等。
同步整流电路的性能对整个系统的效率和稳定性具有非常重要的影响。
2. LLC 调制技术简介LLC 调制(LLC Resonant Converter)是一种高效率、高性能的拓扑结构,常用于电源转换器中。
它由电感、电容和开关器件组成,能够在较高的频率下工作,因此具有较高的功率密度和转换效率。
LLC 调制技术在大功率电源领域得到了广泛的应用,尤其在高性能服务器、通信设备、工业设备等方面发挥了重要作用。
3. 死区时间的重要性在同步整流及 LLC 调制电路中,死区时间是一个至关重要的参数。
它指的是两个开关器件同时导通或关断时的时间间隔,这个间隔时间是为了避免在交流电源转换到直流电压时引起破坏性的电流冲击。
如果死区时间设置不合理,就容易导致开关器件同时导通或关断,造成开关器件损坏或系统性能下降。
合理设置死区时间对于同步整流及 LLC 拓扑电路的稳定工作至关重要。
4. 提高死区时间的方法为了提高死区时间的准确性和稳定性,工程师们提出了一系列方法和技术。
采用精准的时间控制器和逻辑电路可以确保死区时间的精确控制,以满足不同工况下的要求。
采用智能的控制算法,结合实时反馈的信息,可以动态调整死区时间,适应不同的工作环境。
采用高性能的开关器件或者增加并联开关器件的方式,也可以有效降低死区时间的影响,提高系统的稳定性和可靠性。
5. 结语同步整流及 LLC 调制技术在电力电子领域有着广泛应用和发展前景,而死区时间作为关键参数之一,对于整个系统的性能和稳定性具有重要影响。
随着技术的不断进步和创新,相信工程师们会提出更多更优秀的方法和技术,进一步提高死区时间的准确性和稳定性,为同步整流及 LLC 调制电路的性能提升和系统可靠性保障提供更好的保障。
同步整流的作用
![同步整流的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/5db940ed250c844769eae009581b6bd97e19bc4a.png)
同步整流的作用同步整流是指将交流电转换为直流电的一种技术,通过同步整流可以将不稳定的交流电转换为稳定的直流电,广泛应用于物理实验室、工业生产和民用电力供应等领域。
本文将详细探讨同步整流的作用,包括功率因数校正、稳定电压输出、电能转换效率提升和减少电网对谐波的感应。
一、功率因数校正1.1 什么是功率因数功率因数是指交流电中有用功和视在功之间的比例关系,表示负载对电源的有效利用程度。
功率因数的范围在0到1之间,当功率因数为1时,负载对电源的利用效率最高,能够最大限度地提供有用功。
1.2 功率因数校正的意义交流电在输送过程中会发生功率的损耗,功率因数低时,电网负荷增加,电能的损耗也会增加;同时,功率因数低会引起电网谐波的产生,造成电能传输效率降低,甚至可能对电力设备造成损坏。
因此,对于大功率负载而言,进行功率因数校正非常必要。
1.3 同步整流的功率因数校正作用同步整流器能够实现负载功率因数校正,将功率因数由低于1的值提高到接近1的水平。
通过改善负载的功率因数,可以减少电网的负荷,提高电能传输效率,降低能源损耗。
二、稳定电压输出2.1 为什么需要稳定电压输出在很多应用场景下,如物理实验室和工业生产线,需要稳定的直流电压供电。
稳定的电压输出可以确保负载正常工作,避免电压波动对设备造成的损害。
2.2 同步整流的稳定电压输出作用同步整流器能够对输出直流电压进行控制,通过反馈机制实时调整开关元件的导通与否,以维持输出直流电压稳定。
这样可以确保负载在不同工作状态下获得稳定的电压供应,提升设备的可靠性和稳定性。
三、电能转换效率提升3.1 为什么需要提升电能转换效率电能转换效率是指交流电转换为直流电的能量转换效率,对于工业生产和民用电力供应而言,提高电能转换效率可以减少能源的消耗,提升系统的经济性。
3.2 同步整流的电能转换效率提升作用同步整流器采用先进的功率半导体器件和控制技术,能够使交流电转换为直流电时的能量损失最小化。
同步整流的基本原理_黄海宏
![同步整流的基本原理_黄海宏](https://img.taocdn.com/s3/m/028ed65a974bcf84b9d528ea81c758f5f71f2954.png)
同步整流的基本原理_黄海宏同步整流是一种将交流电转化为直流电的方法。
其基本原理是通过控制开关管的通断动作,使得电流始终在正半个周期内流向负载,而在反半个周期内截断电流。
这样就能够实现将交流电转化为直流电。
具体地说,同步整流的基本原理包括两个方面:同步开关和整流。
同步开关是同步整流的核心部分,它主要由一个开关管和一个控制电路组成。
控制电路通过检测交流电源的相位变化,在合适的时机控制开关管的通断,使得电流始终在正半个周期内流向负载。
通常使用的开关管有晶体管和功率管等。
整流是指将交流电转化为直流电的过程。
在同步整流中,整流的方式主要有两种:直接整流和电压倍增整流。
直接整流是指将交流电直接通过开关管导通到负载上,使得电流始终在正半个周期内流向负载。
通过控制开关管的通断,可以实现电流的调节。
直接整流的优点是结构简单、效率高,但是对电压的要求较高。
电压倍增整流是指通过多级开关和电容、电感等元件来实现电流的整流。
电压倍增整流的原理是利用电容和电感的回路特性,在正半个周期内将电流储存起来,然后在反半个周期时通过开关管释放出来。
这样可以实现电流的连续输出,从而实现对电压的提升和稳定。
电压倍增整流的优点是输出电压稳定,但是结构复杂、效率较低。
除了以上的基本原理外,同步整流还需要考虑一些其他因素,如电压和电流的传输损耗、开关管的损耗、负载的要求等。
对于不同的应用场景,还需要考虑具体的控制策略和电压调节方法。
总之,同步整流是将交流电转化为直流电的一种方法,其基本原理是通过控制开关管的通断动作,使得电流始终在正半个周期内流向负载。
通过选择不同的整流方式和考虑一些其他因素,可以实现对交流电进行有效的转化。
同步整流工作原理讲解
![同步整流工作原理讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/350eb306366baf1ffc4ffe4733687e21ae45ff50.png)
同步整流工作原理讲解同步整流是一种常见的电子元件,它在电力转换和直流电源中起到重要的作用。
本文将对同步整流的工作原理进行详细讲解。
我们来了解一下什么是同步整流。
同步整流是一种通过控制开关管的导通和截止,将交流电转换成直流电的技术。
它通常应用于交流电转直流电的场合,如电力电子变流器、电力因数校正器、电动车充电器等。
在同步整流中,最基本的工作原理是利用开关管的导通和截止来控制电流的流动方向。
当开关管导通时,电流可以流向负载,实现正向整流;而当开关管截止时,电流无法流过开关管,从而实现反向整流。
通过控制开关管的导通和截止,可以将交流电转换为直流电。
具体来说,同步整流的工作原理可以分为三个阶段:导通阶段、截止阶段和换向阶段。
首先是导通阶段。
在导通阶段,当交流电源的电压大于负载两端的电压时,开关管会导通,使得电流从交流电源流向负载。
在导通阶段,开关管承受着较大的电流和电压,需要具备较高的导通能力和耐压能力,以确保开关管能正常导通。
接下来是截止阶段。
在截止阶段,当交流电源的电压小于负载两端的电压时,开关管会截止,使得电流无法从交流电源流向负载。
在截止阶段,开关管承受着较大的反向电压,需要具备较高的截止能力和耐压能力,以确保开关管能正常截止。
最后是换向阶段。
在换向阶段,当交流电源的电压从正向变为反向时,开关管会切换导通和截止状态,实现电流的反向流动。
在换向阶段,开关管需要具备较快的切换速度和较低的开关损耗,以确保开关管能正常切换。
除了以上的基本工作原理,同步整流还可以通过增加滤波电容和电感来实现对输出电流的平滑和稳定。
滤波电容可以存储电荷,并在开关管截止时释放电荷,以保持输出电流的连续性;而电感则可以平滑输出电流,减小输出电流的纹波。
总结起来,同步整流通过控制开关管的导通和截止,将交流电转换为直流电。
它的工作原理包括导通阶段、截止阶段和换向阶段,通过增加滤波电容和电感可以实现对输出电流的平滑和稳定。
同步整流在现代电力转换和直流电源中具有广泛的应用,为电力系统的稳定运行和高效能源转换提供了重要支持。
同步和异步整流
![同步和异步整流](https://img.taocdn.com/s3/m/bfa17f0bef06eff9aef8941ea76e58fafab045f2.png)
同步和异步整流同步和异步整流是电子学中常用的两种整流方式。
它们在电路设计和电源管理中起着重要的作用。
本文将详细介绍同步整流和异步整流的原理、特点和应用。
一、同步整流同步整流是一种将交流信号转换为直流信号的方法。
它通过与输入信号同步的开关元件来实现。
在同步整流电路中,开关元件通常是MOSFET或IGBT。
当输入信号为正半周时,开关元件导通,允许电流流过;当输入信号为负半周时,开关元件关闭,阻止电流流动。
通过这种方式,同步整流电路可以将交流信号转换为纯净的直流信号。
同步整流的主要特点是效率高、纹波小。
由于开关元件与输入信号同步工作,所以能够最大限度地减小功率损耗。
此外,同步整流电路还能有效地降低输出纹波电压,提高整流效果。
因此,同步整流广泛应用于高效率电源、电动汽车充电器等领域。
二、异步整流异步整流是另一种常见的整流方式。
它通过二极管来实现信号的转换。
在异步整流电路中,二极管充当开关元件的角色。
当输入信号为正半周时,二极管导通,允许电流流过;当输入信号为负半周时,二极管截止,阻止电流流动。
通过这种方式,异步整流电路可以将交流信号转换为直流信号。
异步整流的主要特点是简单、成本低。
由于使用的是二极管作为开关元件,所以电路结构相对简单,成本较低。
然而,异步整流的效率较低,纹波较大。
由于二极管的导通特性,异步整流电路存在较大的导通压降和反向恢复时间,导致效率下降,输出纹波电压较大。
因此,异步整流主要应用于一些对效率要求不高、成本敏感的场合。
三、同步整流与异步整流的比较同步整流和异步整流是两种不同的整流方式,它们在效率、纹波、成本等方面存在差异。
同步整流具有高效率、低纹波的特点,适用于对效率和纹波要求较高的场合。
而异步整流则具有简单、低成本的特点,适用于对成本要求较高的场合。
在实际应用中,选择同步整流还是异步整流需要根据具体的需求来决定。
如果对效率和纹波要求较高,可以选择同步整流;如果对成本要求较高,可以选择异步整流。
同步整流和全桥整流
![同步整流和全桥整流](https://img.taocdn.com/s3/m/bb191d64bdd126fff705cc1755270722192e598d.png)
同步整流和全桥整流一、同步整流技术同步整流是一种利用电子方式控制直流输出的技术,常用于电源供应器、适配器等设备中。
其基本原理是利用控制芯片或微处理器,根据负载电流或电压的变化,调整整流管的导通状态,从而控制输出电压和电流。
同步整流技术具有以下优点:1.效率高:由于整流管采用电子方式控制,因此可以减小整流损耗,提高电源效率。
2.体积小:由于采用小型电子元件,因此可以减小电源体积,便于携带。
3.稳定性好:由于采用电子控制方式,因此可以减小因负载变化引起的电压波动,提高电源稳定性。
二、全桥整流电路全桥整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路,主要由四个二极管组成,具有较高的转换效率和稳定性。
全桥整流电路的工作原理是将输入的交流电通过四个二极管进行整流,将交流电的正半周和负半周分别整流为直流电输出。
由于全桥整流电路中采用了四个二极管,因此可以对输入的交流电进行全面的整流,使得输出直流电的电压和电流更加稳定。
全桥整流电路具有以下优点:1.转换效率高:由于采用了四个二极管进行整流,因此转换效率较高。
2.稳定性好:由于对输入的交流电进行了全面的整流,因此输出直流电的电压和电流更加稳定。
3.适用范围广:全桥整流电路可以适用于各种不同的输入交流电压和电流,具有较广的应用范围。
三、整流管选择在选择整流管时,需要考虑以下几个因素:1.额定电压:根据电路的最高电压选择合适的额定电压。
选择过高可能导致整流管烧毁,选择过低则可能无法满足电路需求。
2.额定电流:根据电路的最大电流选择合适的额定电流。
选择过小可能导致整流管烧毁,选择过大则可能影响效率。
3.反向恢复时间:在选择快恢复二极管时需要考虑反向恢复时间。
较短的恢复时间可以减小开关损耗并提高效率。
4.导通压降:导通压降小的整流管具有较高的效率,适用于对效率要求较高的场合。
5.封装和热性能:根据实际应用需求选择合适的封装和热性能良好的整流管。
四、整流电路调试在安装和调试整流电路时,需要注意以下几点:1.检查输入和输出电压是否符合要求,是否在安全范围内。
同步整流mosfet
![同步整流mosfet](https://img.taocdn.com/s3/m/ff581526b6360b4c2e3f5727a5e9856a561226b6.png)
同步整流mosfet同步整流MOSFET是一种常见的功率电子器件,广泛应用于交流电到直流电的转换过程中。
它能够实现高效率的整流,提供稳定的直流输出。
本文将从工作原理、应用场景以及优缺点等方面对同步整流MOSFET进行详细介绍。
一、工作原理同步整流MOSFET是一种基于金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的电子器件。
在交流电到直流电的转换过程中,传统的整流电路采用二极管进行整流,但二极管存在导通压降和反向恢复时间等问题,导致能量损耗较大。
而同步整流MOSFET通过控制MOSFET的导通与关断来实现整流,能够降低能量损耗,提高整流效率。
同步整流MOSFET的工作原理如下:1. 导通状态:当交流电的输入端为正向电压时,控制电路使MOSFET导通,电流通过MOSFET流向负载,实现整流。
2. 关断状态:当交流电的输入端为反向电压时,控制电路使MOSFET关断,阻止电流流向负载。
二、应用场景同步整流MOSFET主要应用于需要高效率整流的场合,如电源适配器、直流稳压电源、电动汽车充电桩等。
相比传统的二极管整流电路,同步整流MOSFET具有以下优势:1. 高效率:同步整流MOSFET能够减小导通压降和反向恢复时间,降低能量损耗,提高整流效率。
2. 稳定性:MOSFET具有良好的开关特性,能够提供稳定的直流输出。
3. 可控性:通过控制MOSFET的导通与关断,可以实现精确的整流控制。
三、优缺点分析同步整流MOSFET作为一种功率电子器件,具有以下优点:1. 高效率:相比传统的二极管整流电路,同步整流MOSFET能够显著提高整流效率,降低能量损耗。
2. 稳定性好:MOSFET具有良好的开关特性,能够提供稳定的直流输出。
3. 可控性强:通过控制MOSFET的导通与关断,可以实现精确的整流控制。
然而,同步整流MOSFET也存在一些缺点:1. 成本较高:同步整流MOSFET的制造成本相对较高,增加了整体设备的成本。
同步整流
![同步整流](https://img.taocdn.com/s3/m/b8b5ed2f482fb4daa58d4bfe.png)
同步整流技术已经成为现代开关电源技术的标志。
凡是高水平开关电源,必定有同步整流技术。
在使用面上早已不再局限于5V、3.3V、2.5V这些低输出电压领域,现在上至12V,15V,19V至24V以下输出,几乎都在使用同步整流技术。
下面介绍和分析各种同步整流技术的优点、缺点及实现方法。
一、自驱动同步整流这里给出反激、正激及推挽三种电路的同步整流电路。
在正常输入电压值附近工作时,效果十分明显,在高端时,效率变坏而且容易损坏MOSFET。
其电路如图1所示。
输出电压小于5V时才适用。
图1. 反激、正激、推挽电路的自偏置同步整流电路二、辅助绕组驱动的同步整流为了防止高端输入时同步整流的MOSFET栅极上的电压过高,改用从二次侧绕组中增加驱动绕组的方式。
该方式可以有效地调节驱动同步整流的MOSFET的栅压,使它在MOSFET栅压的合理区域,从而保护了MOSFET,提高了电源的可靠性,此外也将输出电压从5V扩展到24V。
其工作原理如图2所示。
图2辅助绕组驱动的同步整流电路三、控制IC方式的同步整流为提高驱动同步整流MOSFET的效果,从而设计了各种模式的同步整流的控制驱动IC,也取得了不少成果,它将同步整流MOSFET的栅压调至最佳状态。
将其开启关断也提高了时控精度,其主要的不足在于MOSFET的源极必须接地,这会加大地线上的开关噪声,并传输至电源输出端。
此外其开关时序由自身输出脉冲给出,所以同步整流MOSFET的开启关断通常为硬开关,其时间会与初级侧主开关有些时间差,因此输出电压大体控制在20V以下,ST 公司推出的STSR2、STSR3,以及线性技术公司的LTC3900和LTC3901即是此种控制方式的代表作品。
图3和图4给出其应用电路图。
图3 STSR2,STSR3驱动同步整流的电路图4 LTC3900和LTC3901驱动的同步整流电路四、ZVS、ZCS同步整流该种方式诞生于2002年5月,在全桥或半桥电路中,PWM 输出的信号经信号变压器或高速光耦传递至二次侧,再经过RC网络积分后,经过MOSFET驱动器去驱动同步整流的MOSFET,驱动信号的脉冲宽度几乎不变,保持各50%的占空比,而当DC/DC系统输出电压稳压,一次脉宽调宽以后,二次侧同步整流MOSFET 即工作于ZVS、ZCS条件之下。
同步整流原理
![同步整流原理](https://img.taocdn.com/s3/m/b3daab815ebfc77da26925c52cc58bd63186932a.png)
同步整流原理
同步整流原理是一种电路技术,用于将交流电转换为直流电。
该原理基于两个重要的电子元件:二极管和电容。
通过将二极管和电容组合在一起,可以实现将交流电信号变为直流电信号。
具体来说,当交流电信号输入电路时,二极管会根据其正负半周的特性,只允许电流在一个方向上通过。
在正半周中,二极管的正极与输入信号的正极连接,电流可以通过二极管。
在负半周中,二极管的正极与输入信号的负极连接,电流无法通过二极管。
电容的作用是平滑输出信号。
在正半周中,电容通过二极管充电,存储电能。
在负半周中,二极管停止导通,电容开始释放存储的电能,以供电路输出使用。
由于电容的充放电特性,输出信号将变为较为平滑的直流信号。
通过二极管和电容的组合,交流信号经过整流和平滑处理后,可以得到一个较为稳定的直流输出。
同步整流原理的主要应用是转换低电压的交流信号为直流信号,并广泛应用于电源和通信系统中。
它能够有效减小电源中的噪声和纹波,并提供稳定的直流电流供应。
任何需要使用稳定直流电的领域都可能会采用同步整流技术。
什么是同步整流
![什么是同步整流](https://img.taocdn.com/s3/m/1c0d9e11fc4ffe473368ab71.png)
同步整流技术是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管,因此能大大降低整流器的损耗,提高DC/DC变换器的效率,满足低压、大电流整流的需要。
首先介绍了同步整流的基本原理,然后重点阐述同步整流式DC/DC电源变换器的设计。
字串5关键词:同步整流;磁复位;箝位电路;DC/DC变换器1 同步整流技术概述字串7近年来随着电源技术的发展,同步整流技术正在向低电压、大电流输出的DC/DC变换器中迅速推广应用。
DC/DC变换器的损耗主要由3部分组成:功率开关管的损耗,高频变压器的损耗,输出端整流管的损耗。
在低电压、大电流输出的情况下,整流二极管的导通压降较高,输出端整流管的损耗尤为突出。
快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0~1.2V,即使采用低压降的肖特基二极管(SBD),也会产生大约0.6V的压降,这就导致整流损耗增大,电源效率降低。
举例说明,目前笔记本电脑普遍采用3.3V甚至1.8V或1.5V的供电电压,所消耗的电流可达20A。
此时超快恢复二极管的整流损耗已接近甚至超过电源输出功率的50%。
即使采用肖特基二极管,整流管上的损耗也会达到(18%~40%)PO,占电源总损耗的60%以上。
因此,传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率及小体积的需要,成为制约DC/DC变换器提高效率的瓶颈。
同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET,来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。
它能大大提高DC/DC 变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。
功率MOSFET属于电压控制型器件,它在导通时的伏安特性呈线性关系。
用功率MOSFET做整流器时,要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能,故称之为同步整流。
为满足高频、大容量同步整流电路的需要,近年来一些专用功率MOSFET不断问世,典型产品有FAIRCHILD公司生产的NDS8410型N沟道功率MOSFET,其通态电阻为0.015Ω。
4.3 同步整流技术
![4.3 同步整流技术](https://img.taocdn.com/s3/m/529678144a7302768e99397f.png)
(b)同步整流管的驱动逻辑信号
(4)推挽变换器 (a)全波整流 Q1导通, SR1导通, SR2截止; Q2导通, SR2导通, SR1截止; (b)倍流整流 Q1导通, SR1导通, SR2截止; Q2导通, SR2导通, SR1截止; 驱动信号: SR1=������2 SR2=������1
(2)关断
① td(off)<0,正向电流下降至 0前关断,此时电流将流过体 二极管,产生较大损耗; ② td(off)>0,正向电流下降至 0后,将反向流动,直到整流 管关断; ③ td(off)=0,正向电流下降到0时 关断整流管。
因此,在正向电流到达时要及时开通整流管,正向电流 下降至0时要及时关断整流管。
(2)有源箝位正激 变换器 主开关Q1导通、辅 助开关Q2截止时, SR1导通,SR2截止;
(a)有源箝位正激变换器
主开关Q1截止、辅 助开关Q2导通时, SR1截止,SR2导通; 驱动信号: SR1=Q1, SR2=�����
驱动信号: SR2=������2
• 4.3.2 同步整流管的驱动时序
(1)������������������ 存在电流上升时间 下降时间,可以在这个过 程对MOSFET驱动; (1)开通 ①td(on)<0,在正向电流出 现前导通,会造成电路短 路,损坏电路; ② td(on)>0,在正向电流 出现以后导通,电流先流过 体二极管,造成较大的导通损耗,因此希望td(on)越小越好; ③ td(on)=0,在正向电流出现时驱动整流管导通。
(a)同步整流管自驱动电路
4.3 同步整流技术
4.3.1 同步整流技术的基本概念 .
同步整流(Synchronous Rectifier,SR),是指在开关电源 中采用开关管代替二极管来实现整流的功能,其目的是降低整 流电路的导通损耗。 同步整流通常应用于电压低、电流大的开关电源中。其导 通压降低,可以大大降低损耗,提高效率。因此一般采用 MOSFET作为开关管。 当整流电路的输出电压低至2V或者更低时,即便采用肖特 基二极管作为整流器件也是不合适的,因为SBD的导通压降在 0.6~0.8V之间,相反,低压功率MOSFET的导通压降却相对低得 多,例如intersil公司产品型号为HUF67145P3的器件(Uds=30V, Id=75A),其导通电阻Ron=4.5mΩ,若输出电压U0=2V,负载电 流I0=20A,则器件导通压降为Ut0=90mV,因此利用低压功率 MOSFET作为整流器件可以提高电路效率。
同步整流技术
![同步整流技术](https://img.taocdn.com/s3/m/368e7357f18583d0496459fa.png)
(2)单向驱动方式: 需要检测整流的电流,当电流反向时,立即发出关断、 信号,同步整流管关断。
(1)电流检测法
(2)电压检测法
•
(a)带复位绕组的正激变换器 (b)同步整流管的驱动逻辑信号
•
(a)有源箝位正激变换器 (b)同步整流管的驱动逻辑信号
•
(a)反激变换器 (b)同步整流管的驱动逻辑信号
因此,在正向电流到达时要及时开通整流管,正向电流 下降至0时要及时关断整流管。
4.3.3 同步整流管驱动电路分类
1)双向驱动方式:同步整流管既可以正向流动,也可以反 向流动; 2)单向驱动方式:同步整流管只能正向电流,和二 极管的 功能完全一样。
双向驱动方式:在U2正 半周,V1导通,整流; 在U2负半周,V2导通, 续流。
•
(a)全波整流 ((Cb))倍同流步整整流流管驱动逻辑信号
•
(ca))对全称波控整制流 ((bd))倍不流对整称流控制
2 它驱式电路
➢主开关驱动信号由PWM 经延时电路提供; ➢ 同步整流管驱动信号 由PWM按照各变换器的 驱动信号进行处理后 经延时及隔离提供;
(a)同步整流它驱式电路
3 自驱式电路
4.3 同步整流技术
4.3.1 同步整流技术的基本概念 .
同步整流(Synchronous Rectifier,SR),是指在开关电源 中采用开关管代替二极管来实现整流的功能,其目的是降低整 流电路的导通损耗。
同步整流通常应用于电压低、电流大的开关电源中。其导 通压降低,可以大大降低损耗,提高效率。因此一般采用 MOSFET作为开关管。
自驱动方式是指利用变 换器中高频变压器的二 次绕组来驱动同步整流 管,不需要增加额外的 电路。
同步整流动作原理
![同步整流动作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/5899d1707cd184254a353509.png)
反激式電路次级同步整流动作原理
一.同步整流概念
同步整流是采用通态电阻极低的专用功 率MOSFET,来取代整流二极管以降低整流 损耗的一项新技术。它能大大提高DC/DC变 换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而 造成的死区电压。
二、同步整流电路结构
1、Flyback电路架构Q1通時Q1截止時2、反激式同步整流电路结构
三、驱动电路
1、外驱方式
2、自驱方式
3、半自驱方式
四、结语
同步整流优点及应用 这是最早的方法,也是最简单和成本最低廉的技术,这里给出反
激电路的同步整流电路。在正常输入电压值附近工作时,效果十 分明显,在高端时,效率变坏而且容易损坏MOSFET 同步整流技术已经成为现代开关电源技术的标志。凡是高水平开 关电源,必定有同步整流技术。在使用面上早已不再局限于5V、 3.3V、2.5V这些低输出电压领域,现在上至12V,15V,19V, 24V至28V以下输出,几乎都在使用同步整流技术。
无刷电机同步整流
![无刷电机同步整流](https://img.taocdn.com/s3/m/85c4bf705b8102d276a20029bd64783e09127db4.png)
无刷电机同步整流是一种电机控制技术,可以提高无刷电机的效率和性能。
无刷电机是一种电子式电机,它采用电子控制器来控制电机转子的位置和速度。
相比传统的有刷电机,无刷电机具有更高的效率、更长的寿命和更低的噪音。
同步整流是一种控制无刷电机的技术,它通过控制电机的电流方向来实现电机转子的控制。
在传统的无刷电机控制中,电流的方向是通过切换电机的电源电压来实现的。
但是这种方法会导致电机的电源电压波动,从而影响电机的效率和性能。
同步整流技术通过在电机的电源电路中加入一个同步整流器来解决这个问题。
同步整流器可以控制电流的方向,使其与电机转子的位置同步,从而实现高效率的电机控制。
同步整流器可以使用MOSFET或IGBT等电子元件实现。
无刷电机同步整流技术可以提高电机的效率和性能,同时也可以减少电机的噪音和电磁干扰。
它在许多应用中得到了广泛应用,如无人机、电动车、家用电器等。
伏秒平衡 同步整流
![伏秒平衡 同步整流](https://img.taocdn.com/s3/m/8995077082c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b32e.png)
伏秒平衡同步整流以伏秒平衡同步整流为题,本文将介绍伏秒平衡和同步整流的原理和应用。
伏秒平衡是一种用于电源电路中的技术,通过使用电感和电容来实现对电源电压的稳定。
在电路中,电感和电容可以分别存储电能和释放电能,从而平衡电源电压的波动。
伏秒平衡的原理是利用电感的感应作用和电容的存储作用,当电源电压下降时,电感会释放储存的电能,从而提高电压;当电源电压上升时,电容会吸收多余的电能,从而降低电压。
通过合理选择电感和电容的数值,可以实现对电源电压的平衡。
同步整流是一种用于交流电转直流电的技术,通过利用电子器件(如二极管)来实现交流电的整流,使其变为直流电。
在传统的整流电路中,使用的是单相整流桥,它只能对交流电的一个半周期进行整流,效率较低。
而同步整流则能够对交流电的两个半周期进行整流,提高了整流效率。
同步整流的原理是利用电子器件的导通和截止,使交流电在器件的导通期间通过,截止期间被阻断。
通过控制电子器件的导通和截止时机,可以实现对交流电的整流。
伏秒平衡和同步整流经常被应用于电源和电力系统中。
在电源中,伏秒平衡可以提供稳定的电压输出,保证电路的正常工作。
在电力系统中,同步整流可以将交流电转换为直流电,使其适用于直流负载,如电动机和电池等。
此外,伏秒平衡和同步整流还可以结合使用,形成高效的电源系统。
伏秒平衡和同步整流的应用领域非常广泛。
在通信设备中,伏秒平衡可以提供稳定的电源电压,确保设备的正常运行。
在电动汽车中,同步整流可以将交流电转换为直流电,为电动机提供能量。
在太阳能电池系统中,伏秒平衡和同步整流可以优化能量的转换效率,提高系统的发电能力。
总结起来,伏秒平衡和同步整流是电源和电力系统中常用的技术。
伏秒平衡通过利用电感和电容平衡电源电压的波动;同步整流通过电子器件对交流电进行整流,提高整流效率。
它们在电源和电力系统的稳定性和效率方面发挥着重要作用,广泛应用于通信设备、电动汽车和太阳能电池系统等领域。
通过了解和掌握伏秒平衡和同步整流的原理和应用,可以更好地设计和优化电源和电力系统,提高其性能和可靠性。
同步整流的原理
![同步整流的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/0b62534102d8ce2f0066f5335a8102d277a2617f.png)
同步整流的原理同步整流是一种将交流电信号转换为直流电信号的方法,其原理基于电子元件的导电特性和电压的极性变化。
同步整流的原理涉及到四个主要部分:交流信号源、整流桥、滤波电路和控制电路。
下面将逐一介绍这些部分的原理及其相互作用。
首先,交流信号源是整个系统的起源,它提供了输入信号,通常是一个交流电源。
这个输入信号可以是一个固定频率的正弦波,其频率可以是50Hz或60Hz。
然后,整流桥是将交流电信号转换为直流电信号的关键部分。
整流桥由四个二极管组成,构成一个桥式电路。
每个二极管都由一个PN结构构成,其中P区为正极性极板,N区为负极性极板。
当输入信号的电压使得正极性极板为正,负极性极板为负时,二极管就会导通,电流可以流过去。
反之,如果输入信号的极性相反,二极管就不会导通,电流则无法通过。
因此,整流桥可以根据输入信号的电压极性,决定是否导通,对输入信号进行整流。
接下来是滤波电路,其作用是去除整流后的信号中的脉动。
整流后的信号实际上仍然具有正弦波的特征,但它已经是一个包含交流和直流分量的信号了。
滤波电路可以使用电容器和电感器来实现。
电容器在电流方向变化时储存电荷,并释放给负载,以去除交流成分。
而电感器则用于储存能量,从而平滑信号。
通过适当选择电容和电感参数,可以得到一个相对平滑的直流输出信号。
最后是控制电路,它可以控制整流桥中二极管的开关状态。
控制电路通常包括比较器,其功能是检测输入信号和输出信号之间的差异。
当输出信号低于输入信号时,比较器会触发信号,并导致整流桥中二极管的状态发生改变。
通过控制二极管的开关状态,控制电路可以确保整流桥的导通和截止与输入信号的极性一致。
总结一下,同步整流的原理是通过整流桥将交流信号转换为直流信号。
整流桥根据输入信号的极性进行开关,控制电路监测输出信号与输入信号之间的差异,并触发整流桥中二极管的开关。
滤波电路则去除信号中的脉动,从而得到平滑的直流输出信号。
同步整流技术在实际应用中具有很多优点,例如在电力转换系统中可以提高能量传输的效率,在无线通讯系统中可以减少功耗。
同步整流的基本原理_黄海宏
![同步整流的基本原理_黄海宏](https://img.taocdn.com/s3/m/555bbfa29a89680203d8ce2f0066f5335b816759.png)
同步整流的基本原理_黄海宏同步整流是一种电子电路技术,它的基本原理是将交流电转化为直流电,同时保持输入电压和输出电压具有相同的频率和相位关系。
1.输入电压源:同步整流系统的输入是一个交流电压源,它可以是一个传统的交流电源或是一个发电机。
2.调制器:同步整流系统中的调制器用于生成一个频率和相位与输入电压源相同的参考信号。
这个参考信号通常是一个正弦波,并且频率与输入电压源相同。
3.比较器:比较器是同步整流系统中的一个重要组件,它将输入电压源和调制器生成的参考信号进行比较。
比较器的输出信号根据输入电压源和参考信号之间的相位差来调整,以保持输入电压和输出电压之间的相位关系。
4.开关:同步整流系统中的开关根据比较器的输出信号来控制。
当比较器的输出信号为正时,开关通断的间隔时间将被调整,以使输出电压相位与输入电压相位保持一致。
5.滤波器:为了消除开关产生的频率干扰,同步整流系统还需要一个滤波器,用于滤除交流电压源产生的高频噪声。
通过以上步骤,同步整流系统可以将输入电压源转化为具有相同频率和相位关系的直流电。
这种技术在许多领域中得到了广泛应用,如电力变换、通信系统和控制系统等。
同步整流技术的优点包括电能转换效率高、输出电压稳定性好和输出纹波小等。
它可以提供稳定的直流电源,并且在一些对电能质量要求较高的应用中非常有用。
然而,同步整流技术也存在一些局限性,例如对输入电压稳定性要求较高、对开关速度和精度要求较高等。
因此,在实际应用中,需要根据具体的系统要求来选择合适的同步整流方案。
综上所述,同步整流的基本原理是将交流电转化为直流电,并且保持输入电压和输出电压具有相同的频率和相位关系。
通过与输入电压源的比较和调整,同步整流系统可以提供稳定、高效的直流电源。
这种技术在许多应用中具有重要的意义。
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同步整流(多用在高级电源)(在二次侧)
经过变压器后所有的电压都降了下来,不过还是方波的形式,需要进行整流后才可以形成直流电(此转变能量一定会有一些以热的形式损失)。
一般电源在这里使用肖特基二极管进行整流,因为肖特基管从开通到关断这一过程所需的时间很短(肖特基管不存在势垒外侧电荷储存问题)。
开通电压大约在0.5V左右。
下图是用Mosfet做整流而没有采用肖特基管,原因在于这种二极管的损耗无法让电源达到90%的效率。
图中V1与V2就是整流和续流需要用到的两个Mosfet,原来两个二极管被他们取代了,在作用上和二极管是一样的,但损耗上却有区别。
二极管并不是只要有电压就可以做到导通,必须达到一定值才可以,对于肖特基类型的二极管大约在0.5V 左右。
每导通一次如果都需要加电压,让载流子越过势垒,这其实就是在耗能,而且即便导通后,电流流过仍有导通电阻存在,两部分损耗加在一起,基本就是肖特基管开关时的损耗。
而使用Mosfet就可以避免掉第一部分的损耗,而只留下了导通时电阻造成的损耗,而且如果这部分选择电阻较低的Mosfet损耗还会更小。
这就是为什么很多80PLUS金牌电源在二次侧输出使用同步整流的原因。