电流驱动同步整流反激变换器的研究
基于UC2842同步整流技术的反激变换器的研究
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不 包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出 贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律结果由 SR to some proper circuit topologies can receive low-cost and high-efficiency converters. Flyback converter has the excellence of the simple topology, the insulated input and output, the wide input voltage range and the easily using of multiply outputs, as a result of these, it has been widely used in the circuit of the high input voltage and low input power, especially widely used in the SMPS of 5~150 watts.
The traditional converter always adopts common diode or schottky diode to rectify, thanks to the great positive turn-on voltage of the diode, the power dissipation is considerably great, the rectifying dissipation turns to the main dissipation and can’t content with the high efficiency and small volume of the low-voltage and high-current SMPS. In this situation, Synchronous rectification(SR) should be adopted. It adopts power MOSFET instead of traditional schottky diode and common diode to rectify. As a result of the low turn-on resistance, short switching time and high input resistance, the power dissipation of the switching converter has been greatly cut down between the rectifying process, the efficiency of the converter has also been increased, so the MOSFET becomes to the preferred rectifier of the low-voltage and high-current SMPS.
电流驱动同步整流反激变换器的研究
电流驱动同步整流反激变换器的研究陈丹江，张仲超(浙江大学，浙江杭州310027）摘要：分析了工作在恒频DCM方式下的反激同步整流变换器。
为了提高电路的效率，采用了一种能量反馈的电流型驱动电路来控制同步整流管。
分析了该驱动电路的工作原理，并给出了设计公式。
实验结果表明该方法提高了反激变换器效率的有效性。
关键词：反激；同步整流；能量反馈；电流驱动ResearchonaFlybackConverterUsing1引言随着数字处理电路（data processingcircuits）的工作电压的持续下降，保持电路的高效率受到了很大的技术挑战。
这是由于在低压电源中，二极管的正向压降引起的损耗占了电路总损耗的50％以上。
由于MOSFET同步整流管SR（synchronousrectifiers）的低导通电阻，在大量的电路中都用来代替效率低的肖特基二极管，特别是在低压电源中[1]。
反激是一种广泛应用于小功率的拓扑，由于只有一个磁性元件，而具有体积小，成本低的优点。
但是，目前同步整流在正激电路中的应用比较多，而在反激电路中的应用却很少。
这是由于正激电路比较适合大电流输出，能够更好地体现同步整流的优势；另外一个原因是可采用简单的自驱动，而反激电路原边开关和副边开关理论上会有共通。
但是，如果考虑到实际电路中变压器的漏感，则这种情况是不会产生的，所以当输出电流不是很大时，采用反激电路还是值得考虑的。
本文将对工作在DCM方式下的同步反激电路进行分析。
同步整流中最重要的一个问题是同步管的驱动设计。
同步管的驱动大体上可以分为自驱动（self driven）和他驱动（control driven），本文介绍了一种能量反馈的自驱动电路。
2同步整流在反激电路中的应用带有同步整流的反激电路如图1所示。
一般来说，电路可以工作在CCM或DCM方式，开关频率可以是恒频（CF），也可以是变频（VF）。
下面主要对工作在恒频DCM方式的工作过程进行分析。
同步整流实现反激变换器设计.
同步整流实现反激变换器设计摘要：详细分析了同步整流反激变换器的工作原理和该驱动电路的工作原理，并在此基础上设计了100V~375VDC 输入，12V/4A 输出的同步整流反激变换器，工作于电流断续模式，控制芯片选用UC3842，对设计过程进行了详细论述。
通过Saber 仿真验证了原理分析的正确性，证明该变换器具有较高的变换效率。
引言反激变换器具有电路简单、输入输出电压隔离、成本低、空间要求少等优点，在小功率开关电源中得到了广泛的应用。
但输出电流较大、输出电压较低时，传统的反激变换器，次级整流二极管通态损耗和反向恢复损耗大，效率较低。
同步整流技术，采用通态电阻极低的专用功率MOSFET来取代整流二极管。
把同步整流技术应用到反激变换器能够很好提高变换器的效率。
1 同步整流反激变换器原理反激变换器次级的整流二极管用同步整流管SR 代替，构成同步整流反激变换器，基本拓扑如图1(a)所示。
为实现反激变换器的同步整流，初级MOS 管Q 和次级同步整流管SR 必须按顺序工作，即两管的导通时间不能重叠。
当初级MOS 管Q 导通时，SR 关断，变压器存储能量;当初级MOS 管Q 关断时，SR 导通，变压器将存储的能量传送到负载。
驱动信号时序如图1(b)所示。
在实际电路中，为了避免初级MOS 管Q 和次级同步整流管SR 同时导通，Q 的关断时刻和SR 导通时刻之间应有延迟;同样Q 的导通时刻和SR 的关断时刻之间也应该有延迟。
图1 同步整流反激变换器2 同步整流管的驱动SR 的驱动是同步整流电路的一个重要问题，需要合理选择。
本文采用分立元件构成驱动电路，该驱动电路结构较简单、成本较低，适合宽输入电压范围的变换器，具体驱动电路如图2 所示。
SR 的栅极驱动电压取自变换器输出电压，因此使用该驱动电路的同步整流变换器的输出电压需满足SR 栅极驱动电压要求。
图2 驱动电路该驱动电路的基本工作原理：电流互感器T2 与次级同步整流管SR 串联在同一支路，用来检测SR 的电流。
低压大电流反激式同步整流开关电源的研究与设计-唐国林(电子版)
4.2开关电源主电路设计12
4.2.1防雷保护电路12
4.2.2 EMI电路13
4.2.3滤波与整流电路13
4.2.4 RCD钳位吸收电路14
4.2.5 RCD钳位电路的设计14
4.2.6高频变压器的设计15
4.2.7绕制变压器注意的一些问题19
4.3开关电源的控制电路20
This paper introduces the design offlybackconverter with low voltage and large current based on synchronous rectification, compares the flyback converter with different operation mode, and researches the flyback circuit, synchronous rectification technology. And this paper introduces the principle of Synchronous Rectifier ReverseConverter.This paper analyses the flyback synchronous rectifier circuit theoretically, and establishes analysis of mathematical models, and it designs a 85～265V input, single flyback switch power output of 3V/10A. Adopt the VIPer53 power IC and the power of the MOS by side to implement the rectifier output. Both the theoretical analysis and experimental results test and verify that Synchronous rectification in low voltage high current circuit has the obvious effect to improve the efficiency of the switch power supply, andflyback synchronous rectifier circuit has great practical value in the low voltage and high current switching power supply of small power.
带自驱同步整流的半无桥PFC电路技术研究
ELECTRIC DRIVE 2024Vol.54No.3电气传动2024年第54卷第3期摘要：半无桥双Boost 功率因数校正（PFC ）电路能够获得更高变换效率，同时不增大共模噪声，但输入交流端的返回电流在引入的二极管上产生额外的损耗，降低了电路的变换效率。
研究用MOS 管替代二极管，其导通时具有极低阻抗短路与其并联的MOS 管（或其体二极管）和电感器支路，返回电流绝大部分流经MOS 管，从而降低导通损耗，提高变换效率；同时MOS 管及其体二极管为共模噪声提供低阻抗通路，共模噪声水平未发生改变。
给出了电路工作过程和设计准则，并用电路仿真验证了分析的正确性。
最后，研制出1.5kW 原理样机，验证了该电路能够进一步提高变换效率。
关键词：半无桥功率因数校正；自驱动同步整流；高效率中图分类号：TM28文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd24583Research on Semi⁃bridgeless PFC Circuit Technology with Self⁃drive Synchronous RectifierSUN Tao 1，2，WANG Tao 1（1.Shanghai JARI Zhaoxin Information Science &Technology Co.，Ltd.，Shanghai 201210，China ；2.College of Automation Engineering ，Nanjing University of Aeronautics andAstronautics ，Nanjing 210016，Jiangsu ，China ）Abstract:The semi-bridgeless dual Boost power factor correction （PFC ）circuit can obtain higher conversion efficiency without increasing common mode noise ，but the return current of the input AC terminal produces additional losses on the introduced diodes ，which reduces the conversion efficiency.The replacement of diodes with MOS transistors was investigated.The MOS transistor was with very low impedance when turned on to short-circuit the MOS transister （or its body diode ）and the inductor branch in parallel.Most of the return current was flowed through the introduced MOS transistor ，the conduction loss was reduced and the conversion efficiency was improved.At the same time ，a low impedance path was provided for the common mode noise through the MOS transistor and its body diode ，and the commonmode noise level was not changed.The working process and design criteria of the circuit were given ，and the correctness of the analysis was verified by circuit simulation.Finally ，a 1.5kW principle prototype was developed ，in which it was verified that the circuit can further improve the conversion efficiency.Key words:semi-bridgeless power factor correcttion ；self-drive synchronous rectifier ；high efficiency带自驱同步整流的半无桥PFC 电路技术研究孙涛1，2，王涛1（1.上海杰瑞兆新信息科技有限公司，上海201210；2.南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016）作者简介：孙涛（1984—），男，硕士，高级工程师，Email ：***************传统功率因数校正（power factor correction ，PFC ）电路中整流桥功耗占总功耗很大部分，导致变换效率难以超过96%[1-3]。
一种反激变换器自驱同步整流设计
张恒浩（１９８９—），男，高级工程师，主要从事开关电源研究。
宋浩谊（１９７７—），男，高级工程师，主要从事开关电源研究。
黄 超（１９８５—），男，高级工程师，主要从事开关电源研究。
一种反激变换器自驱同步整流设计张恒浩， 宋浩谊， 黄 超（中国电子科技集团公司第二十四研究所，重庆 ４０００６０）摘 要：在小功率开关电源中反激变换器应用广泛，同步整流技术的引入使反激变换器的工作效率得到显著提升。
基于自驱同步整流技术原理，提出一种改进的反激变换器电压自驱同步整流线路。
功率开关具备自动开通和定时关断功能，实现了宽输入电压范围的高可靠同步整流，最后实验验证了设计方案。
关键词：反激变换器；同步整流；自驱；功率开关中图分类号：ＴＭ４６ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５ ８１８８（２０２１）１１ ００８０ ０５ＤＯＩ：１０．１６６２８／ｊ．ｃｎｋｉ．２０９５ ８１８８．２０２１．１１．０１２ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｅｌｆ ｄｒｉｖｅｎＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＲｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＦｌｙｂａｃｋＣｏｎｖｅｒｔｅｒＺＨＡＮＧＨｅｎｇｈａｏ， ＳＯＮＧＨａｏｙｉ， ＨＵＡＮＧＣｈａｏ（ＳｉｃｈｕａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＣｉｒｃｕｉｔｓ，ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌｙｂａｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓｌｏｗｐｏｗｅｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｆｌｙｂａｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｅｌｆ ｄｒｉｖｅｎｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｖｏｌｔａｇｅｓｅｌｆ ｄｒｉｖｅｎｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｏｆｆｌｙｂａｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｙｂａｃｋｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｅｌｆ ｄｒｉｖｅｎ；ｐｏｗｅｒｓｗｉｔｃｈ０ 引 言直流稳压电源主要分为线性电源和开关电源两种，线性电源存在体积大、效率低、质量大等缺点，因此应用受到限制［１］。
倍流整流变换器中同步整流控制驱动的研究 开题报告解读
研究生选题报告题目：倍流整流变换器中同步整流控制驱动的研究学号姓名指导教师院、系、专业电气与电子工程学院电力电子与电力传动华中科技大学研究生院制填表注意事项一、本表适用于攻读硕士学位研究生选题报告、学术报告，攻读博士学位研究生文献综述、选题报告、论文中期进展报告、学术报告等二、以上各报告内容及要求由相关院（系、所）做具体要求。
三、以上各报告均须存入研究生个人学籍档案。
四、本表填写要求文句通顺、内容明确、字迹工整。
倍流整流变换器中同步整流控制驱动的研究一、课题的来源随着高速超大规模集成电路不断发展，构成这些电路电源系统的关键部件是各种不同技术规格的DC/DC变换器模块。
对于其供电电源来说，这些数据处理电路构成一类特殊的负载，工作电压较低、电流较大，各种工作状态相互转换时对应的电流变化率很高。
随着集成度的不断提高，越来越多的处理器集成电路将集成在同一个芯片上，因此下一代微处理器的额定工作电流将达到50A-1OOA，甚至更高，要求微处理器有严格的功率管理措施。
所有这些对微处理器这类典型负载的供电电源提出了更高的要求。
针对特殊电路的要求，电压调节器模块必须提供经过严格调整的低压和大电流输出，具有快速的动态响应。
从美国开关电源市场来看，跟随着计算机通讯设备迅速、持续稳定的增长及新的网络产品市场的迅速增长，未来的开关电源市场是非常乐观的，对中小功率变换器的需求更是呈现迅速上升趋势。
据权威市场专家预测:在今后五年内，小功率DC/DC变换器的主要发展趋势是:为了适应超高频CPU芯片的迅速发展，DC/DC变换器向低输出电压(最低可低到1.2V),高输出电流、低成本、高频化(400-500KHz)、高功率密度、高可靠性(MTBF >10000)、高效率、快速动态响应的方向发展。
模块电源主要分为DC/DC、AC/DC和DC/AC三种，其中DC/DC模块占据了90％的市场份额。
随着通信系统对电源产品的要求越来越高，DC/DC模块电源技术正发生着巨大的变化，朝着低电压大电流方向发展。
PSR反激开关电源同步整流问题解析
PSR 反激开关电源同步整流问题解析
本文将详细解析PSR 反激开关电源同步整流是怎样实现的，希望对大家有所帮助。
大家都知道同步整流相比功率二极管整流损耗小，效率高，相同功率下电源尺寸可以更小。
同步整流的驱动方式有电压型驱动和电流型驱动两种。
按照SR 门级驱动电压的来源，又分为自驱动和外驱动。
这里要介绍的是在充电器领域内常见的电压型其驱动的同步整流，知识点包含以下几个小节，结合芯片内部结构力求全面讲细讲清楚以及设计过程中遇到的一些坑，不过还不知道何为PSR 架构的童鞋可以先自行了解一下，本章先不展开来讲了。
知识点：
1.同步整流MOS 什幺时候开通？什幺时候该关断？
2.整流芯片是怎幺辨别原边导通的波形和RING 的？它的逻辑是怎样？靠
电路是怎幺实现的？
3.除了同步整流功能外，它还可以用来监控次级侧电压，犹如SSR 里面的TL341，可以使其动态响应远远优于普通的PSR 架构
一. SR 何时开通，何时关断？
（附上BCD 芯片的线路图）
图1
图2
图1 中次级侧的APR3415 是本章的主角了，图2 是其内部方框图，可以看。
基于同步整流技术的反激变换器分析
１０ ０ ｍ３ ０／ ＋８套 ×８ ０ ３ ０ ０ ×６ｊｍ３ ０ ０元 ／ 一 １ ４ ． 套 １ ２ ４万 元 。 （ ， 护方案 二的费用 要多于 围护方 案一 的费用 。 ：围 ｌ
从 数 据 可 以 看 出 ： １ ２ ４万 元 ＞ １ ８ ． ｌ４ ． ０ ８ ８万 元 即 ： ２ Ｃ ＞ ｒ ］刁月轩 ， ６ 岳福永 ， 杜冰． 浅议桥 粱基坑工程施 工［ ］ 河 北工程技术 Ｊ．
［ ３夏 长 贤．浅谈 轻 型 井 点 的使 用 与 维 护 ［ ］ 泰 州 职 业 技 术 学 院 学 ４ Ｊ．
报 ，２ １ （ ）： ６ ７ ． ０ ０， ３ ７ — ８
［ ３李安 勇．降 水 工 程 施 工技 术教 学 方 法 的探 索 与 实践 ［］ 中 国 建 ５ Ｊ．
设 教 育 ，２ ０ ，（ ） ３ — ６ ０ ８ ３ ： ４３ ．
工 作在 Ｄ Ｍ 且 占空 比不超 过要求 的最 大值 ， Ｃ 设计 变压 器满
足 反 激 变 换 器 在 输 入 电压 最 小 Ｕｉ ０ Ｖ、 载 电流 Ｉ ４ ＝１ ０ 负 ｏ Ａ 和 效 率 Ｔ Ｏ 时 工 作 在 电 流 临 界 连 续 模 式 ， 占 空 比 不 超 】 一８ 且
８万 元 。
［ ］王 文 成 ． 井 穿越 高 地 下 水 砂 层 设 计 方 案 分 析 ［ ］ 杨 凌 职 业 技 术 ３ 竖 Ｊ．
学院 学报 ， Ｏ ０ （ ） １ — ６ ２ １ ，１ ：３１．
方案二 的预算 费用 ：
Ｃ２ ６０ ０ ｔ× ４ ０ ｊ ｔ＋ ４ ０ ｍ３ × ２ ５ 元 ，ｍ３＋ １ ０Ｃ／ ００ ７
Ｎｏ．１ ２０ｌ ２， １
现 代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎｓ ｎ ｒ
了解各种电源拓扑的优缺点
了解各种电源拓扑的优缺点电源拓扑是电力系统中的关键概念，它描述了电力传输的方式和架构。
不同的电源拓扑具有各自的优缺点，本文将对几种常见的电源拓扑进行介绍，以帮助读者更好地了解它们。
1.单端正激变换器单端正激变换器（Flyback Converter）是一种常见的离线电源拓扑，具有简单、成本低廉的优点。
它使用变压器将输入电压转换为所需的输出电压。
然而，由于变压器的存在，单端正激变换器的功率密度相对较低，适用于低功率应用。
2.反激变换器反激变换器（Forward Converter）是另一种常用的离线电源拓扑，也使用变压器将输入电压转换为输出电压。
相比于单端正激变换器，反激变换器具有更高的功率密度和效率。
然而，反激变换器的控制较为复杂，不适用于一些特定应用。
3.电容耦合器电容耦合器（Capacitive Coupling）是一种简单的直流电源拓扑，常用于低功率和低成本的环境。
它通过电容器将输入电压耦合到负载上。
然而，电容耦合器的输出电压受电容器的质量和电容值的影响，因此其稳定性和可靠性相对较低。
4.同步整流器同步整流器（Synchronous Rectifier）是一种在开关转换电源中广泛使用的技术。
它通过同步开关管代替二极管实现电能转换。
同步整流器具有较低的导通压降和损耗，因此可以提高整体效率。
然而，同步整流器的设计和控制需要更高的技术要求和成本。
5.无刷直流电机驱动器无刷直流电机驱动器（Brushless DC Motor Driver）是一种用于控制无刷直流电机的电源拓扑。
它采用功率半导体器件来实现对无刷直流电机的控制。
无刷直流电机驱动器具有高效率、高精度的优点，适用于各种工业和家电应用。
然而，无刷直流电机驱动器的设计和调试相对复杂，需要较高的技术水平。
通过对这些不同的电源拓扑进行了解，我们可以选择适合特定应用的电源设计方案。
每种电源拓扑都具有其独特的优点和限制，我们可以根据实际需求和成本效益进行选择。
反激式同步整流的工作原理
反激式同步整流的工作原理
反激式同步整流是一种通过控制开关管的开关状态来实现的电源转换技术，常用于高效率的电力转换器中。
工作原理如下：
1. 输入电压施加在反激式同步整流器的输入端，开关管S1和S2分别连接到输入端和输出端。
2. 当S1导通时，输入电流通过S1流入整流器的输出端，此时二极管D2导通，电源能量被储存在输出端的电容电压中。
3. 当S1关断时，输入电流被强制中断，此时二极管D1具有正向电压，导通以供给输出负载电流。
4. 当S1关断后，S2导通，此时输出负载电压仍为源状态，二极管D2不导通，电容电压没有被完全放电。
5. 当S2关闭时，输出电容电压通过负载流向输入端，此时D2具有反向电压，始终不导通。
整流器的工作状态回到了初始状态，等待下一次周期的输入电流。
通过控制开关管的开关状态，反激式同步整流器可以实现高效率的电能转换，减
少功耗和热损耗。
它具有电流反馈控制功能，可以根据负载需求精确地调整开关管的导通和关断时间，实现更好的电压稳定性和效率。
同步整流反激变换芯片
同步整流反激变换芯片
首先，让我们从技术角度来看。
同步整流反激变换芯片通常包括整流器、反激控制器和同步整流器。
整流器用于将交流输入电压转换为直流电压，反激控制器用于控制电源开关以实现高效的能量转换，而同步整流器则用于在整流过程中减小功率损耗，提高整体效率。
这些功能的集成使得芯片在电源转换中发挥重要作用。
其次，从应用角度来看。
同步整流反激变换芯片在电子设备中具有广泛的应用，例如在笔记本电脑充电器中，可以实现高效的交流至直流转换；在LED照明系统中，可以提供稳定的直流电源驱动LED灯珠；在家用电器中，可以用于电源适配器等场合。
因此，这种芯片在提高能源利用率、减小体积和成本方面具有重要意义。
最后，从市场发展趋势来看。
随着人们对能源效率和环保意识的提高，同步整流反激变换芯片的需求也在不断增长。
同时，随着集成电路技术的不断进步，这种芯片的性能和功能也在不断提升，以满足不同应用场景的需求。
因此，可以预见，同步整流反激变换芯片在未来将会有更广阔的市场空间和发展前景。
综上所述，同步整流反激变换芯片在技术、应用和市场方面都
具有重要意义，它在电源转换领域发挥着重要的作用，并且具有广阔的发展前景。
30A输出应用新型同步整流驱动方案的正反激电路的研究的开题报告
1V/30A输出应用新型同步整流驱动方案的正反激电路的研
究的开题报告
一、选题的背景和意义
随着电子设备的高速发展和不断更新，嵌入式系统的需求也逐渐增加。
嵌入式系统的核心是微处理器，但微处理器需要相应的电源更加稳定可靠。
因此，高性能的电源系统至关重要。
目前，大多数的电源系统采用单向变流器和输出滤波电容器对电网电压进行滤波，然而这种方法存在显著的问题，例如温度升高、噪声干扰等。
因此，采用新型同步整流驱动方案的正反激电路的研究有着非常重要的意义。
二、研究的目的和内容
目的：本文旨在探究新型同步整流驱动方案的正反激电路，提高电源系统的稳定性和可靠性，并优化输出参数。
内容：本文将采用理论推导与实际实验相结合的方法，详细研究新型同步整流驱动方案的正反激电路，包括电路设计、参数选型、元件选择等方面的问题。
1. 了解同步整流驱动方案的基本概念和特点；
2. 研究正反激电路的基础设计方法；
3. 探究在新型同步整流驱动方案中，正反激电路的整流技术；
4. 分析不同元件对整流效果的影响；
5. 设计实验方案，并开展实验，验证理论分析结果。
三、研究的意义和预期结果
意义：本文的研究结果将有以下几点意义：
1. 提高电源系统的稳定性和可靠性；
2. 通过新型同步整流驱动方案，优化输出参数；
3. 为电源技术的发展提供新的方法和思路；
预期结果：通过对新型同步整流驱动方案的正反激电路进行研究，本文预期得出以下几点结论：
1. 新型同步整流驱动方案的稳定性和可靠性明显优于传统方案；
2. 对于正反激电路中的关键元件，选型和布置对于整流效果影响明显；
3. 实验结果将验证理论分析所得结论的正确性。
3V10A低压大电流反激式同步整流开关电源的研究与设计的开题报告
3V10A低压大电流反激式同步整流开关电源的研究
与设计的开题报告
1.研究背景及意义：
随着现代工业、交通运输业、通信电子业等的不断发展，对大功率
开关电源的需求越来越大。
传统的变压器式开关电源在体积、重量、高
温环境下的失效等方面存在缺陷。
因此，反激式开关电源越来越受到关注。
反激式开关电源有成本低、效率高、输出电流大、稳定性好等优点。
本次设计的3V10A低压大电流反激式同步整流开关电源，在工业、军事
等领域具有广泛应用前景。
2.研究内容：
本次研究的内容包括：反激式开关电源基本原理、整流电路设计、
电感元件设计、开关管的选型以及射频干扰等因素的抑制等。
3.研究方法：
本次研究采用理论分析和实验验证相结合的方法进行研究。
首先，
通过对反激式开关电源基本原理的分析，确定整个电路的基本结构和参数。
然后，利用计算机辅助设计软件，对整流电路、电感元件等进行设计。
最后，进行电路实验和测试，对设计结果进行验证和改进。
4.研究进度：
目前，已经完成反激式开关电源主要器件的选型和整体方案的初步
设计。
下一步将进行模拟仿真，并进行原理验证实验，进一步优化整个
电路的设计和性能。
5.预期成果及意义：
本次设计旨在实现3V10A低压大电流反激式同步整流开关电源的研究和设计，预期成果包括：设计出符合要求的反激式开关电源原理图和
PCB图，通过实验验证整个电路的性能，实现开关电源的高效率、小体积等优点，具有一定的应用意义。
同步整流反激电路
同步整流反激电路同步整流反激电路是一种常用的电路结构，用于将交流电源转换为直流电源。
本文将介绍同步整流反激电路的工作原理、优点和应用。
同步整流反激电路是一种将交流电源转换为直流电源的电路结构。
它主要由一个MOSFET开关管、一个输出电感、一个输出滤波电容和一个二极管组成。
在工作时，MOSFET开关管会周期性地开关，使得电感储能和输出滤波电容充电，然后二极管导通，将储能的电荷传递给输出滤波电容，从而形成直流输出。
同步整流反激电路的工作原理是利用MOSFET开关管的导通和截止来实现电感储能和输出电容充电的过程。
当MOSFET开关管导通时，电感的电流线性增加，储存能量；当MOSFET开关管截止时，电感的能量会转移到输出滤波电容上。
通过控制MOSFET的开关时间，可以实现对输出电压的调节。
同步整流反激电路相较于传统的整流电路有一些显著的优点。
首先，同步整流反激电路的效率更高。
由于MOSFET开关管的导通和截止时间可以精确控制，可以使电路的开关损耗最小化。
其次，同步整流反激电路的输出纹波更小。
传统的整流电路在输出时会产生较大的纹波，而同步整流反激电路通过电感和输出滤波电容的储能和传递过程，可以有效地降低输出纹波。
此外，同步整流反激电路还具有体积小、重量轻、成本低等优点。
同步整流反激电路在实际应用中有广泛的用途。
首先，它常被用于交流-直流电源转换器中。
交流-直流电源转换器是电子设备中常见的电源模块，同步整流反激电路在其中起到关键作用。
其次，同步整流反激电路也被广泛应用于LED驱动电路中。
由于LED对电压和电流的要求较高，同步整流反激电路的高效率和低纹波特性使其成为LED驱动电路的理想选择。
此外，同步整流反激电路还可以用于太阳能充电器、电动汽车充电器等领域。
总结来说，同步整流反激电路是一种常用的电路结构，可以将交流电源转换为直流电源。
它具有高效率、低纹波等优点，并在交流-直流电源转换器、LED驱动电路等领域得到广泛应用。
反激同步整流技术解密
反激同步整流技术解密同步整流同步整流（SR）是采用通态电阻极低的功率MOSFET取代整流二极管以降低损耗的一项新技术。
它能显著提升转换效率，并可利用其二次侧的优势改善电源指标，符合开关电源小型化、高能效、智能化的发展趋势。
随着六级能效的实施及快速充电技术的普及，同步整流在反激变换器中被电源工程师们广泛应用。
然而，同步整流如何分类及选型？其控制算法是如何解决振铃误开通等技术难题？系统应用时是否需要外部并联二极管及RC吸收……芯朋微技术团队分享原创观点，为您一一解答！同步整流分类从拓扑架构角度，同步整流可分为High side和Low side两大类。
High side特点：由于SR驱动电流大，SR参考地与输出地分开，EMC较好；高压自供电影响轻载转换效率；难以监控输出电压。
Low side特点：SR参考GND与输出共地，EMC稍差；输出电压直接供电，转换效率高；监控输出电压，易改善电源指标。
从控制策略角度，同步整流可分为DCM模式和CCM模式，而CCM模式又以预测关断和快速关断为主导。
DCM模式优点：算法简单可靠，外围精简。
缺点：控制算法与MOSFET通态电阻相关；SR须与原边芯片配合，仅能工作在不连续导电模式。
CCM模式--预测关断由SR开关波形扑捉Vg/n、Vo、T1信息，根据负秒平衡原理，估算SR关断点：优点：控制算法与MOSFET通态电阻无关，应用灵活；SR深度导通，转换效率高。
缺点：需采用电阻及积分电容提取相关信息，外围复杂、误差大；伏秒不平衡工况下(模式切换)有技术风险。
CCM模式--快速关断优点：算法简单可靠，外围精简。
缺点：控制算法与MOSFET通态电阻相关；SR在t1~t2区间非深度导通，转换效率有所降低。
同步整流关键技术以DCM同步整流技术为例，分别讨论同步整流控制算法的五大难题：1.由于振铃可能会产生负电压，如何避免振铃误开通造成直通炸机？2.关断阀值是固定不变的吗？如何自适应负载量和Rds(on)的温度特性？3.SR如何做好配角，避免损坏?4.SR关断点会引起反射电压突变，如何避免影响PSR采样？5.由于二极管整流与SR整流的温度特性完全相反，如何改善电压调整率？避免振铃误开通为了避免振铃引起的负电压(＜-400mV)导致SR开通而引起与原边开关管直通现象，SR开通须附加条件，基于以下考虑：•单个振铃面积远远小于矩形波面积•振铃是以输出电压为中心正弦振荡，最高振幅在2*Vo附近自适应关断阈值SR须在去磁时间T2内关断:关断点过于提前轻则降低转换效率，重则影响PSR采样；关断点滞后轻则引起电流倒灌，重则可能导致直通。
采用同步整流技术的准谐振反激变换器_钱海
（6）开关模态 6 [t5，t6] t5 时刻，uCg=0，iLg 达到最 大值，此后变压器开始磁恢复，Lg 与 Cg 谐振，uCg 反 向上升，iLg 下降，VD1，VD2 仍截止。
（2π·姨LpCd ）。
t4 时刻，udsVQ1 到达振荡最低点 Udsmin，由于时间很
采用同步整流技术的准谐振反激变换器
短，e-α（t4-t3）的值近似为 1，此时：
cos2π f r（t4-t3）=-1 Udsmin=Uin-nUo 则延迟时间 tv 为：
（5）
tu=t4-t3=π 姨LpCd
轻载环流，驱动波形无死区，驱动电压不受输入电压
影响，适应于宽范围输入电压条件[6]。图 2 示出了同步
整流管的驱动电路图以及主要工作波形。
（7）开 关 模 态 7 [t6，t7] t6 时 刻 uCg 反 向 上 升 到 -（N2Uo）/N4，uN4=Uo，VD2 导通，uN4 被箝位在 Uo，变 压器的耦合作用使 uCg 保持在-N2Uo/N4，iLg 线性减小。
2 准谐振反激变换器基本工作原理
图 1a 示出准谐振反激变换器基本原理图，电容 Cd 包括开关管 VQ1 的输出电容 Coss，变压器的层间电 容以及电路中的其他一些杂散电容；Rp 包括变压器 初级绕组的电阻以及线路电阻；VQ2 为整流管。图 1b 示出准谐振变换器的主要工作波形。
（1）开 关 模 态 1 [t0，t1] t0 时刻，VQ1 导通，输入 电压 Uin 全部加在初级电感 Lp 上 （Lp 包括励磁电感 Lm 和漏感 Llk），初级电流 ip 线性增加。开关管的开通 时间为：
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电流驱动同步整流反激变换器的研究
陈丹江，张仲超
(浙江大学，浙江杭州310027）
摘要：分析了工作在恒频DCM方式下的反激同步整流变换器。
为了提高电路的效率，采用了一种能量反馈的电流型驱动电路来控制同步整流管。
分析了该驱动电路的工作原理，并给出了设计公式。
实验结果表明该方法提高了反激变换器效率的有效性。
关键词：反激；同步整流；能量反馈；电流驱动ResearchonaFlybackConverterUsing
1引言
随着数字处理电路（data processingcircuits）的工作电压的持续下降，保持电路的高效率受到了很大的技术挑战。
这是由于在低压电源中，二极管的正向压降引起的损耗占了电路总损耗的50％以上。
由于MOSFET同步整流管SR（synchronousrectifiers）的低导通电阻，在大量的电路中都用来代替效率低的肖特基二极管，特别是在低压电源中[1]。
反激是一种广泛应用于小功率的拓扑，由于只有一个磁性元件，而具有体积小，成本低的优点。
但是，目前同步整流在正激电路中的应用比较多，而在反激电路中的应用却很少。
这是由于正激电路比较适合大电流输出，能够更好地体现同步整流的优势；另外一个原因是可采用简单的自驱动，而反激电路原边开关和副边开关理论上会有共通。
但是，如果考虑到实际电路中变压器的漏感，则这种情况是不会产生的，所以当输出电流不是很大时，采用反激电路还是值得考虑的。
本文将对工作在DCM方式下的同步反激电路进行分析。
同步整流中最重要的一个问题是同步管的驱动设计。
同步管的驱动大体上可以分为自驱动（self driv
en）和他驱动（control driven），本文介绍了一种能量反馈的自驱动电路。
2同步整流在反激电路中的应用
带有同步整流的反激电路如图1所示。
一般来说，电路可以工作在CCM或DCM方式，开关频率可以是恒频（CF），也可以是变频（VF）。
下面主要对工作在恒频DCM方式的工作过程进行分析。
主要波形如图2所示。
在DCM方式下工作时，原边开关开通时储存在变压器励磁电感上的能量在开关关断时全部传送到副边。
从图2可以看出，在原边开关开通之前，副边电流已经为零了。
由于MOSFET具有双向导电特性，所以为了防止副边电流逆流，必须在其到达零点时（即t3）或很短的一小段时间里关断SR。
因此，DCM方式下工作的反激电路必须要有一个零电流检测环节来控制电路。
在t3时刻SR关断以后，励磁电感Lm和电容Ceq=Csw＋进行谐振，谐振阻抗为：
Zm=（1）
直到t5时刻原边开关开通为止。
同时，由于VDS的存在，原边开关开通时的开通损耗为：
图1带同步整流的反激电路
图2DCM方式下的反激主要波形
图3传统的电流型驱动电路
Pturnon(SW)=CSWVon2fs（2）
其中：Vin－nVo Von Vin＋nV；
Vo为输出电压；
fs为开关频率。
也就是说，当原边开关在谐振电压的峰值开通时，电路的效率最低，相反，在谷值开通时，电路的效率最高。
因为谐振的时间tDCM=t5－t4会随着输入电压的变化而变化，即Von会随着输入电压的变化而变化，
从而电路的效率会随着输入电压的变化而发生扰动。
另一方面，由于SR的输出电容CSW比一般的肖特基二极管要大，由式（1）可知，采用同步整流的电路的谐振电流要比采用肖特基二极管的电路大，这个电流流过SR，从而产生比较大的损耗。
所以，如果电路的器件或者参数设计不当，用SR来代替二极管不一定能提高效率。
这个电路的另一种工作方式VFDCM就是基于这种思想产生的。
t3时刻SR关断后，在VDS第一次到达谷底时（见图2的t4时刻）开通原边开关，就可以达到减小开关损耗的目的，可以从整体上提高电路效率。
3同步整流管的驱动
SR的驱动是同步整流电路的一个重要问题。
有的电路可以采用自驱动，典型的电路比如采用有源箝位的正激电路，这种驱动由于是利用变压器副边的电压来驱动SR，不必另加电路，即节约了成本，又提高了电路的效率。
而有的时候为了能够更灵活地控制SR，则可以采用他驱动。
如前所述，只要采用零电流检测技术，反激电路也是可以采用自驱动。
传统的电流驱动电路如图3所示。
这种驱动电路是消耗能量的，为了减小这种损耗，电流检测线圈的压降必须尽可能低。
实际电路中一般要达到整流管压降的1/10。
比如说，在图3中，如果VSR=0.1V，则VCS要在0.01V左右。
而SR的驱动电压至少要5V，这样会导致N2和N1的匝数比非常大。
这不仅使得电流检测装置非常笨重，而且会增大漏感，影响到同步管的迅速开通。
这也是这种电路不适合在高频下工作的原因。
为了解决电流检测电路所引起的损耗问题，提出了具有能量反馈（energyrecovery）的电流检测电路[2]，如图4所示。
这个电路增加了一个能量反馈部分，通过N3和N4的作用，把电流检测的能量反馈到一个直流源里，这个直流源可以是电路中的任一直流电压，一般用输出电压来代替。
有了这个电路后，VCS可以设计得比VSR 还高，而不会引入额外的损耗。
这样就解决了传统电流驱动电路匝数比大的缺点。
电路的基本工作过程如下，当电流从SR的源极流向漏极时，线圈N1上也流过同方向的电流，折算到线圈N2上的电流给SR的门极电容充电，当门极电压VGS折算到N3等于Vo时，二级管D1导通并且把能量从N1传递到直流源Vo。
适当设计N2和N3的匝数比，N2上的电压可以用来驱动SR，只要SR上的电流持续流过N1，直流源Vo保持不变，SR的驱动电压就不会随着输入电压的变化而变化。
当流经SR的电流降到零并且要反向流时，二级管D1关断，D2开通进行磁复位。
SR的门极电压为负，从而关断。
因此没有反向电流流过SR。
在这种电流驱动电路中，SR的特性就像一个理想的二极管一样。
(a)Vin=40V时VDS(SW)与ipri波形 (b)Vin=40V时VSR与isec波形
(c)Vin=60V时VDS(SW)与ipri波形 (d)Vin=60V时VSR与isec波形
图5实验波形
如上所述，流过N1上的电流除了折算到N2给门极电容充电外，还要有额外的电流来导通D1，这样才可以把N2的电压箝住。
从另一个角度来说，也就是流过N2的励磁电流不能太大，这可以通过适当设计励磁电感来实现[2]：
Lm （3）
式中：D为SR的占空比；
Ts为开关周期；
ISR－P为流过SR的电流峰值；
Vo为输出电压。
文献[2]对这个电路的稳态过程，瞬态过程进行了详细的分析,考虑到电路的具体参数以及电路的损耗，电流驱动电路的匝数比可以由式（4）～式（6）决定：
Vg(on)=Vo（4）
D≤（5）=（6）
式中：Vg(on)为SR的栅极驱动电压；
N1～N4为对应线圈的匝数；
VF D1为二极管D1的正向导通压降；
Vth为SR的栅极门槛电压；
VF BD为SR的体二极管正向导通压降。
4实验结果
设计了一个开关频率为100kHz的反激电路，其输入电压为40～60V，输出电压5V，输出电流2.5A。
同步整流管采用STP40NF03L，电压30V，电流40A，导通电阻<0.022Ω，栅极电容约为750pF。
电流驱动变压器的匝数比为2:58:29:25(N1～N4)。
图5为实验波形。
图5(a)是输入电压为40V时原边开关的漏源极电压和流过开关的电流波形。
图5(b)是输入电压为40V时SR的驱动电压和流过SR的电流波形。
图5(c)和图5(d)是输入电压为60V时相应的波形。
5结语
同步整流在反激电路中的应用虽然不多，但是当输出电流不大时，反激电路还是一个不错的选择。
同时，采用能量反馈驱动电路来控制反激同步整流管，提高了电路的效率。
这种驱动电路还具有适合于各种拓扑等优点。
作者简介
陈丹江（1979－），男，浙江大学电气工程学院电力电子与电力传动专业在读硕士生，研究方向电力电子技术。
张仲超（1942－），男，浙江大学电气工程学院电力电子与电力传动专业教授和博士生导师，主要从事电力电子技术与电力传动的研究。