第4章 同步整流(开关电源)

第4章同步整流技术
•内容
——意义；基本原理；驱动方式
——同步整流电路；同步整流技术的应用•目标
——电路的结构及工作原理、电路分析及应用
4.1 概述
•高速超大规模集成电路的尺寸的不断减小，功耗的不断降低，要求供电电压也越来越低。

•在低电压(低于3V)大电流输出DC-DC变换器的整流管，其功耗占变换器全部功耗的50～60％。

•用通态损耗低的功率MOS管－同步整流管代替整流二极管，可提高DC-DC变换器的效率。

•同步整流技术的优点：正向压降很小，阻断电压高，反向电流小等
4.2 同步整流技术的基本原理
•功率MOS管反接作为整流管使用：源极S相当于二极管的阳极A，漏极D相当于二极管的阴极K。

在门极和源极(GS)间加驱动信号。

•门极电压与漏源极间电压变化同步，因此称为同步整流。

功率MOS管用做同步整流，三个关键参数：
1. SR的功耗：
损耗因数K：
2. SR的体二极管恢复时间t
rr 3.SR的阻断电压
22 SR Frms on in GS P I R C V f =+
on in
K R C
=
4.3 同步整流驱动方式
•驱动电路性质：电压型驱动、电流型驱动•驱动电压的来源：外驱动（控制驱动）、自驱动
1．外驱动同步整流技术
•驱动电压：来自外设驱动电路
•同步信号：主开关管的驱动信号来控制•优点：控制时序精确，SR效率较高
•缺点：驱动电路复杂，有损耗，价格贵，开发周期长
2．电压型自驱动同步整流
•驱动电压：SR所在回路中的某一电压
•要求：波形转换快，时序准确，无死区
•优点：简单，实用
•缺点：驱动方式随电路结构而不同；受输入电压变化范围的影响；受变压器漏感影响；不能用于并联工作的SR-DC／DC变换器中；对变换器轻载时的工作有影响。

3．电流型自驱动同步整流
•驱动电压：SR中的电流通过电流互感器产生
•优点：驱动波形无死区，不受输入电压影响，不受电路结构的影响，可用于并联运行的DC-DC变换器。

•缺点：电流检测元件有损耗，
能量回馈的电流型自驱动SR方案
4.4 同步整流电路1. 全波SR电路
2．倍流SR电路
4.5 SR-Buck变换器
4.6 SR-正激变换器
1.有磁复位绕组的SR-正激变换器
2．SR-有源钳位正激变换器
4.7 SR-反激变换器。