同步整流技术最新
开关电源新技术--同步整流
第五章开关电源新技术5－1电源PFC技术5－2 同步整流技术同步整流的概念整流电路是DC/DC变换器的重要组成部分，传统的整流器件采用功率二极管。
由于功率二极管的通态压降较高(压降最小的肖特基二极管也有0.55～0．65 V)，因此整流损耗较大。
由于集成电路已逐渐采用微功耗设计，供电电压逐渐降低，某些工作站和个人电脑要求有3.3 V甚至低至1.8 V的供电电压［1］。
显然，DC/DC变换器在输出如此低的电压时，整流管的功耗占输出功率的比重将更大，致使变换器效率更低。
另一方面，仪器设备的小型化设计要求尽量缩小其电源的体积，但耗散功率大恰成为电源小型化、薄型化的障碍。
80年代初，高频功率MOSFET刚开始得到发展，NEC公司的S.IKEDA等人就提出了一种新的整流管［2］，即采用功率MOSFET代替功率二极管作为整流元件，从而实现了输出整流管通态压降小、耗散功率低，效率高的DC/DC变换器。
功率MOSFET是一种电压型控制器件，它作为整流元件时，要求控制电压与待整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称为同步整流电路。
为满足更高频率、更大容量的同步整流电路的需要，人们不断地探索并提出更新的功率MOSFET结构［3］。
5－2－1 自控制同步整流电路拓扑分析图1为倍流同步整流有源箝位DC/DC变换器的主电路拓扑图。
变换器采用有源箝位电路，Vin 为直流输入电压，S1为主开关，S2为辅助开关，S 3和S4为同步整流管(S1～S4均为N型MOS管)，T为隔离变压器，S2和C组成有源箝位网络。
D1～D4代表S1～S4的体二极管，C1～C4代表S1～S4的等效结电容，Llk为T的漏感，Lm 为T的励磁电感，T1为理想变压器，变比为N∶1。
工作时S1和S 2轮流导通，当S1关断时，S2导通，箝位电容C被并联到T的原边，为漏感电流提供一个低阻抗的无损耗的通路，从而在每个开关周期中以最小的损耗来吸收和回放电能，同时变压器T铁心磁通又可自动复位。
同步整流控制新技术与应用
同步整流控制新技术与应用众所周知,电源在计算机、工业和电信领域的应用已经得到了认可。
为了优化的系统应用，电源均可采用了标准的工业机械结构和高性能连接技术。
然而，传统的电源沿用的是传统的二极管整流技术，应用时会造成很大的功率损耗并且限制了可用输出功率。
为此将应用新型的同步整流技术,即,次级同步整流并带有输出电流匀流功能的集成控制器与智能整流（SmartRectifier™）IC,使其电源在效率和性能方面都有了很大的提高。
值此,将二类同步整流技术的特征与应用作分析说明.于是首先对有关同步整流技术的基本状况作介绍.1、何谓同步整流与同步整流控制1.1同步整流一个N沟道功率MOSFET管的电路图形符号。
它有三个极：D(漏极)、S(源极)和G(栅极)。
D、S间有一个反并联二极管，还有输出结电容。
功率MOSFET管作为作为开关使用时,驱动信号加在栅极和源极(GS)间,作为同步整流使用时虽然DS间仍类似一个开关管,但其驱动方式有自驱动和外驱动两种,为了实现同步，自驱动同步整流MOSFET管驱动信号加在栅极和漏极(GS)间。
下面举一个例子，说明自驱动同整流原理。
图1表示一个正弦半被整流电路,用自驱动同步整流（SR）代替二极管D。
漏极接在变压器输出同名端,栅极通过电阻R1(以防CD间电压过高)接在变压器输出的另一端。
当同名端为高电位时，G为低电位，SR阻断。
当同名端为低电位时，G为高位，SR开通，于是负载Ro上得到正弦半波电压，实现了整流.图1(a)中利用变压器实现功率MOSFET管门极驱动信号与DS极间开关同步,这种整流方式称为同步整流(SR)的原因源于此，又称为反驰式转换器整流方案.自驱动方式也比较简单而其缺点是：开关变换器输出电路接入SR，门极驱动电压VG未必是常数，与占空比D及输入电压Vs’有关。
当占空比D及输入电压变化范围较广时，VG或太大，或太小，使SR损耗也增大。
用外驱动方式时，栅极驱动电压VG作为开关管一样；加在MOSFET管的栅源(GS)极间。
新型同步整流电路的设计
ＶＶ』 ｄ５ ＝Ｌ—Ｆ ｓ＿ ， 二 一
【 Ｌ ２、 ／＾ 、＼ ： ／ 、 、 、
图 ２ 电路 工 作 波 形
③ 电源总 效率的计 算
因此 ，同步整流输 出部 分的开关 损 关键电路参数设计 损耗分析及效率评估 耗 为 ：Ｐ ＝３ ＸＰ ｌＰ ２ ．２ ｓ ｓ ｓ ＋ １ １ Ｗ。 根 据以上 电路 ，设 计电源 ，相关参
来 越 高 ，它们 不 仅要 求 电源技 术 指标
Ｌ ７ ０基本功 能模块 包括 ：一个 冲生成 ， Ｖ２ Ｔ３ １ 与 驱动信号互 补。 路开关 副
高， 还要 求体积小 、 重量轻 、 效率 高 、 可 用做反馈调 节的 电压 放大器 、与初 级开 管 Ｖ３及续流 管 Ｖ５由 Ｌ ７ ０ Ｔ３ １ 驱动 ，使 靠性高 。
功 能。
・ 主 、副 电路采 用 一 个 同步 整 流 器 ，
Ｌ ３１ Ｔ ７ ０的特点
节 省 了副 路 整流 滤波
图 １ 主电路原理 图
Ｌ ７ ０是一种 高效的次 级 同步 后 电路 ，既简化 了电路 ， Ｔ３ １ 置稳压控制 器 ，在多输 出隔离 电源 中用 又 降低 了 电源 损 耗 。 来产生精确 调节 的辅 助输 出 。它可以直 接 由变压器 的次 级绕组生成一 个精确稳 电路工作原理 电路 中 ，Ｖ２起着十分 重要的作用 。 一方面 ，作为输 出的 同步 整流器 ，它降
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同步整流工作原理讲解
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。
同步整流和全桥整流
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。
[资料]同步整流技巧的新停顿
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同步整流技术的新进展ΞThe New Development of Synchronous Rectifier西南交通大学 曹箫洪 石 文 许建平 (成都 610031)1 前 言开关变换器的损耗主要有3部分:功率开关管的损耗、开关变压器的损耗和输出高频整流管的损耗。
对通讯用二次电源而言,整流管的损耗尤其突出。
这种电源输出采用低电压、大电流的供电方式,如5V/20A 、3.3V/20A 等系列。
若采用肖特基二极管整流,由于肖管正向导通压降(0.3～0.6V )同电源输出电压相比,占很大比例,仅整流管上的损耗就达到(10%～30%)P o (P o 为电源输出功率),占电源总损耗的60%以上。
因而,如何减小肖特基整流管带来的损耗,是提高功率变换器效率的关键。
同步整流技术的出现,正好顺应了这个要求。
该技术采用低导通阻抗的功率M OS 管代替肖管,起整流管的作用,使M OS 整流管上的损耗降到肖管损耗的1/3以下。
50V/70A/8mΩ,30V/70A/7m Ω等系列的功率M OS 管的商品化,为高效率的二次电源提供了强大的物质基础。
2 同步整流器(SR)基本原理及类别图1给出了常用SR 的电路图,其中VM 1、VM 2为功率M OS 管,VD 1、VD 2为肖特基二极管,VM 1、VD 1组成SR 1,VM 2、VD 2组成SR 2,为了便于分析,称SR 1、SR 2为SR 整流管。
该电路的工作过程如下所述:当主管VM m 关断时刻,驱动网络1、2给出信号,使VM 2开通,VM 1关断,VM 2起续流作用:当VM m 开通时刻,VM 2关断,VM 1开通,VM 1起整流的作用。
由于驱动信号的传递和VM 1、VM 2栅极电压达到阈值需要一定时间,这段时间内VM 1、VM 2尚未开通,则VD 1、VD 2分别导通或共同导通,以便提供电流通路。
根据SR 的工作原理,同步整流网络的功率损耗主要包括以下几部分:①VD 1、VD 2的导通损耗;②VD 1、VD 2的反向恢复损耗;③VM 1、VM 2的导通损耗;④VM 1、VM 2的驱动损耗。
同步整流技术的实际应用
同步整流技术的实际应用
同步整流技术是一种将交流电转换为直流电的技术，它可以应用于许多领域，如电力系统、电动汽车、航空航天等。
以下是同步整流技术的实际应用：
一、电力系统
同步整流技术可以用于电力系统中的直流输电和直流配电。
在直流输电中，同步整流器将交流电转换为直流电，以减少输电线路的电能损耗和电压降低。
在直流配电中，同步整流器可以将电网中的交流电转换为直流电，以供给直流负载，如电动机、电炉等。
二、电动汽车
同步整流技术可以用于电动汽车中的充电和驱动系统。
在充电系统中，同步整流器将交流电转换为直流电，以充电电池。
在驱动系统中，同步整流器可以将电池中的直流电转换为交流电，以驱动电动机。
三、航空航天
同步整流技术可以用于航空航天中的电力系统和推进系统。
在电力系统中，同步整流器将交流电转换为直流电，以供给飞机中的直流负载，如灯光、通信设备等。
在推进系统中，同步整流器可以将电池中的直流电转换为交流电，以驱动电动机，从而推动飞机。
四、工业自动化
同步整流技术可以用于工业自动化中的电源和驱动系统。
在电源系统中，同步整流器将交流电转换为直流电，以供给工业设备中的直流负载，如电机、传感器等。
在驱动系统中，同步整流器可以将电池中的直流电转换为交流电，以驱动工业设备中的电动机。
总之，同步整流技术是一种非常重要的技术，它在电力系统、电动汽车、航空航天和工业自动化等领域都有广泛的应用。
降压同步整流恒流
降压同步整流恒流一、LTC技术的原理及特点LTC技术的核心是降压同步整流恒流，其主要特点包括以下几个方面：1. 高效稳定LTC技术采用了高效的开关电源器件，如MOSFET、IGBT等，通过先进的控制算法实现对电源的高效稳定供应。
LTC技术的高效稳定性，可以使电子设备在工作时保持更加稳定的电源供应，进而提高设备的可靠性和性能。
2. 节能环保LTC技术采用了先进的控制算法，可以实现对电源的智能管理，通过对电源的实时监测和调节，可以最大程度地提高电源的利用率，降低能耗，从而实现节能环保的目的。
3. 智能化LTC技术通过先进的控制算法，可以实现对电源的智能化管理，可以实现对电源的智能控制和监测，从而使电源的管理更加便捷和高效。
4. 适应性强LTC技术可以适应不同工作环境和电源需求，可以实现对不同电源需求的智能调节，从而适应不同工作环境的电源需求。
二、LTC技术的应用范围LTC技术可以应用于电信设备、智能家居、工业控制以及汽车电子等领域，具体应用范围包括以下几个方面：1. 通信设备LTC技术可以应用于通信设备的电源管理模块，可以实现对通信设备的高效稳定的供电，提高通信设备的可靠性和性能。
2. 智能家居LTC技术可以应用于智能家居系统的电源管理模块，可以实现对智能家居设备的高效稳定的供电，提高智能家居设备的可靠性和性能。
3. 工业控制LTC技术可以应用于工业控制系统的电源管理模块，可以实现对工业控制设备的高效稳定的供电，提高工业控制设备的可靠性和性能。
4. 汽车电子LTC技术可以应用于汽车电子系统的电源管理模块，可以实现对汽车电子设备的高效稳定的供电，提高汽车电子设备的可靠性和性能。
三、LTC技术的发展趋势随着电子设备对电源供应要求的不断提高以及新型电子设备的不断涌现，LTC技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高功率密度随着电子设备对功率密度的不断提高，LTC技术需要不断提高其功率密度，以满足电子设备对高功率密度的需求。
无刷电机同步整流
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。
低电压大功率同步整流
低电压大功率同步整流
低电压大功率同步整流是指在输入电压较低的情况下，实现高功率输出的整流方式，并且
要求输出电流与输入电压同步控制。
一种常见的低电压大功率同步整流方案是采用双象限变流器与同步整流器结合的方式。
其基本工作原理如下：
1. 双象限变流器（Buck-Boost Converter）：将输入电压调整为适当的幅值和频率，并输出给负载。
这种变流器能够有效地降低输入电压，提高输出电流。
2. 同步整流器（Synchronous Rectifier）：在负载侧，采用同步整流器代替传统的二极管整流器。
同步整流器能够在输入电压正半周和负半周时分别开关，使得输出电流能够与输入电压同步控制。
通过结合双象限变流器和同步整流器，可以实现低电压大功率同步整流。
这种方案在电源系统、电动车辆、电力传输等领域有广泛的应用。
优点包括高效率、低损耗、电压稳定等。
但是也存在着设计复杂、成本较高等问题需要解决。
电源设计的同步整流技术
电源设计的同步整流技术随着科技的发展，电力需求不断增加，对高效能源的需求也逐渐增加。
因此，同步整流技术应运而生。
同步整流技术是指在电源设计中采用一种控制方法，使得输出电流与输入电流同步，从而提高整体系统的效率和稳定性。
同步整流技术的原理是通过对输入和输出的电流进行精确的控制，使其在时间和幅度上保持同步。
这样可以避免功率损耗和系统能量浪费，从而实现高效能源的利用。
与传统的非同步整流技术相比，同步整流技术具有更高的转换效率和更低的电压波动。
在同步整流技术中，有两种常见的实现方式：主动式和无源式。
主动式同步整流技术是通过电路中的开关管进行控制，实现输入和输出电流的同步。
主动式同步整流技术的特点是具有高效率和高可靠性，适用于大功率和高频率的应用。
常见的主动式同步整流电路包括有源整流器、LLC谐振整流器等。
无源式同步整流技术是通过电路中的无源元件（如二极管、电感器等）进行控制，实现输入和输出电流的同步。
无源式同步整流技术的特点是结构简单、成本低廉，适用于小功率和低频率的应用。
常见的无源式同步整流电路有无源整流桥、谐振型无源整流器等。
无论是主动式还是无源式同步整流技术，在设计过程中都需要考虑一些关键因素。
首先，要考虑电源的输入和输出功率的匹配。
输入功率越接近输出功率，整流效率就越高。
其次，还需要考虑电路的设计参数，如开关频率、电感和电容的选择等。
合理的设计参数可以提高整流系统的效率和稳定性。
同步整流技术不仅可以应用于传统的交流-直流电源设计，还广泛应用于新能源领域，如风电、太阳能等。
在这些领域中，同步整流技术可以将可再生能源转换为可用的电能，提高能源转换效率，促进可再生能源的开发和利用。
综上所述，同步整流技术是一种提高电源设计效率和稳定性的重要方法。
在电力需求不断增加和对高效能源的需求日益增加的背景下，同步整流技术具有重要的应用前景。
通过不断的研究和创新，同步整流技术有望在未来实现更高效、更稳定的能源转换。
高频电源开关同步整流技术
同步整流原理同步整流(SynchronousRectification)是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET取代传统的整流二极管以降低整流损耗的技术。
它能够大大提高DC/DC变换器的效率并不存在由快速恢复二极管势垒电压造成的死区电压。
同步整流的基本原理：单端正激、隔离降压同步整流的基本原理电路中，其中，Q1、Q2为功率MOSFET。
该电路的工作原理为在次级电压的正半周期，Q1导通、Q2关断，在次级电压的负半周期，Q2导通、Q1关断。
同步整流电路的功率损耗主要包括MOSFET的导通损耗和栅极驱动损耗，在开关频率低于1MHz时，以导通损耗为主。
正激式DC/DC变换器在功率管截止期间必须有将高频变压器复位的电路，以防止变压器磁芯饱和，一般采用C、R、VD无源箝位电路。
当功率管V截止时，高频变压器初级线圈由R、VD电路构成的放电通路使变压器复位。
DPA-Switch电路的内部结构与工作原理DPA-Switch电路是6端器件，6个引脚分别为控制端C、线路检测端L、外部设定极限电流端X、开关频率选择端F、源极S和漏极D。
线路检测端可实现过压检测、欠压检测、电压反馈、远程通断和同步等功能。
将开关频率选择端与源极端连接时，开关频率为400kHz，而将其连接控制端时，开关频率为300kHz。
(1)控制电压源用于控制电压UC以向并联调整器和门驱动器级提供偏置电压。
控制电流IC用来调节占空比。
(2)带隙基准电压源用于向内部提供各种基准电压，同时产生一个具有温度补偿并可调整的电流源，以保证精确设定振荡器频率和门级驱动电流。
(3)振荡器用于产生脉宽调制器所需要的锯齿波、时钟信号及最大占空比信号(Dmax)。
(4)并联调整器和误差放大器误差放大器用于将反馈电压Uf与5.8V基准电压进行比较以输出误差电流Ir，从而在电阻Rs上形成误差电压Ur。
(5)脉宽调制器(PWM)脉宽调制器是一个电压反馈式控制电路，具有两个功能：一是改变控制端电流IC的大小，即调节占空比，实现脉宽调制；二是将误差电压Ur经由Ra和Ca组成的截止频率为7kHz的低通滤波器进行滤波，以在滤掉开关噪声电压后，加至PWM比较器的同相输入端，然后再与锯齿波电压Uj进行比较，从而产生脉宽调制信号Ub。
升压芯片 同步整流
升压芯片同步整流技术
升压芯片中的同步整流技术是一种采用通态电阻极低的专用功
率MOSFET来取代整流二极管，以降低整流损耗的新技术。
这种技术能大大提高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。
同步整流的基本电路结构中，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。
当使用功率MOSFET作为整流器时，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。
在升压芯片中，同步整流技术能大大减少开关电源输出端的整流损耗，从而提高转换效率，降低电源本身的发热。
例如，DK5V45R25和DK100R20是锂电池升压输出5V1A、2A的同步整流升压经典IC，而FP6717和FP6716则是锂电池升压输出5V3A、5V2A中的佼佼者。
此外，还有一款12V转24V10A的升压同步整流芯片，它采用同步整流MOSFET代替传统异步变换器的续流二极管，极大地提高了电源转换效率，并支持高压大电流方案，满足各类高压设备的供电需求。
这款芯片还具有灵活的设置功能，如通过外接一个电容可设置工作频率，通过调整外部电阻可灵活调整启动和关闭电压，还具备欠压锁定功能等。
总的来说，同步整流技术在升压芯片中的应用，对于提高电源转换效率、降低能耗、优化电源管理等方面具有重要的意义。
4.3 同步整流技术
（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。
同步整流技术的发展及其新技术
同步整流技术的发展及其新技术传统的同步整流技术是最早应用的一种方法，它通过由同步发电机控制的整流器将交流电转化为直流电。
这种技术具有整流器的结构简单、效率高、能量损耗小的优点，但也存在功率因数波动大、容量小等缺点。
随着功率电子器件的发展，PWM（脉宽调制）同步整流技术应运而生。
相比于传统的同步整流技术，PWM同步整流技术具有电路结构简单、容量大、功率因数高、输出电压稳定等优点。
其核心就是通过PWM技术控制开关管的导通和关闭时间，实现电流控制和功率因数校正。
除了PWM同步整流技术，近年来还出现了一种新的混合式同步整流技术。
该技术结合了传统同步整流技术和PWM同步整流技术的优点，有效解决了传统技术中存在的不足。
同时，混合式同步整流技术还采用了新兴的智能控制策略，如模糊控制、神经网络控制等，以提高整流器的性能和效率。
随着电力电子技术、控制理论和微电子器件的不断发展，同步整流技术也在不断创新和改进。
其中，有几个新技术值得关注：首先是ZCS-ZVS（零电压开关-零电流开关）技术。
该技术采用零电压和零电流开关技术，实现了开关管的无损耗开关过程，以提高整流器的效率和稳定性。
其次是多级同步整流技术。
该技术通过将多个同步整流器串联起来，将高压交流电分解为多个电平较低的电压，实现了更高效率和更低谐波的转换。
此外，还有基于功率因数校正的同步整流技术。
该技术利用先进的控制算法和电子电路，实现对电流波形的整形和校正，使功率因数接近于1，提高了电网的电能利用率。
总的来说，同步整流技术的发展经历了从传统技术到PWM技术再到混合式技术的演进。
新技术的应用使得同步整流技术在效率、功率因数、稳定性等方面有了长足的进步。
随着电力电子和控制技术的不断创新，相信同步整流技术会继续发展并得到更广泛的应用。
同步整流技术
同步整流技术6.2 同步整流技术作为整流电路的主要元件，通常用的是整流二极管（利用它的单向导电特性），它可以理解为一种被动式器件：只要有足够的正向电压它就开通，而不需要另外的控制电路。
但其导通压降较高，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。
这个压降完全是做的无用功，并且整流二极管是一种固定压降的器件，举个例子：如有一个管子压降为0.7V，其整流为12V时它的前端要等效12.7V电压，损耗占0.7/12.7≈5.5%.而当其为3.3V整流时，损耗为0.7/4（3.3+0.7）≈17.5%。
可见此类器件在低压大电流的工作环境下其损耗是何等地惊人。
这就导致电源效率降低，损耗产生的热能导致整流管进而开关电源的温度上升、机箱温度上升，有时系统运行不稳定、电脑硬件使用寿命急剧缩短都是拜这个高温所赐。
同步整流技术采用通态电阻极低的电力MOSFET来取代整流二极管，能大大降低整流电路的损耗，提高DC/DC变频器的效率，满足低压、大电流整流器的需要。
DC/DC变换器的损耗主要由三部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出整流管的损耗。
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。
快恢复二极管或超快恢复二极管可达1.0~1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管，也会产生0.4V~0.8V的压降，导致整流损耗增大，电源效率降低。
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、小体积的需要，成为制约DC/DC变频器提高效率的瓶颈。
作为取代整流二极管以降低整流损耗的一种新器件，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。
因为用功率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。
它可以理解为一种主动式器件，必须要在其控制极（栅极）有一定电压才能允许电流通过，这种复杂的控制要求得到的回报就是极小的电流损耗。
同步整流技术
SC010N04LS
同步整流的分类
• BUCK 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• Boost 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• Flyback 同步整流电路与波 形
同步整流的分类
• 复位绕组Forward 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• 有源钳位Forward 同步整流电路
同步整流的分类
• LLC半桥同步整流电路与波形
同步整流的分类
• 全动方式
电压型自驱动 自驱动 电流型自驱动 同步整流 驱动方式 半自驱
外部驱动
同步整流的驱动方式
• 电压型自驱动同步整流电路特点
� 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：电路简单，实用，节约成本 � 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。 存在死区，驱动波形不好，驱动电压和时序不好安排。
V in
Ro n
Lo u t
Q1_H S Ro ff Dg
Lout
Q2_S R
V in
Q2_S R is d
上管慢开快关
PCB layoyt 环路小
同步整流的MOSFET
抑制BUCK同步整流管关断波形尖峰
Q1_H S Lo u t Q1_H S LL K
Lo u t
LL K Q2_S R
V in
D1
同步整流的驱动方式
增强驱动能力
• 反激原边隔离驱动同步整流电路
同步整流的驱动方式
• 外部专用同步整流驱动 IC电路
同步整流的MOSFET
移相全桥同步整流电流反灌
移相全桥同步整流电流反灌你有没有听过“移相全桥同步整流电流反灌”这个词？听起来是不是像是在讲什么高深的科技？别急，今天咱们就来聊聊这个话题，把它给聊明白，保证让你听得懂，也让你觉得有点意思。
其实它说的就是一种电力转换技术。
没错，听起来很硬核，但说白了，就是让电流更聪明地流动，少走弯路，省点儿力，避免浪费。
那我们先从“移相全桥”开始讲，轻松愉快地聊。
“移相全桥”，说白了，它就是一种电路结构。
我们日常生活中用的电器，几乎都是通过变压器把交流电变成直流电，这个过程大家都听说过吧？可电流反而变得“反叛”，就是那种直流电反过来跑到交流电的路上去，这样不仅能让电器不工作，甚至可能烧坏电路。
为了避免这种情况，就有了“全桥”技术，来一块拼接四个开关，把电流引导得更顺畅，避免它跑偏。
但为了让电路更高效，我们还得加上“移相”这一招。
简单来说，移相就是调整开关的时机，让电流运行得更合理，避免浪费。
然后说到“同步整流”，这个词可能让你更摸不着头脑。
说到这里，得先想象一下，你在家里插座上充手机。
假设你是手机，而插座就是电源，电流通过电源进入你的充电器，充电器再把电流“转移”给你。
问题来了，如果充电器的“接收”能力不够好，电流就会在这个转换过程中损失一部分，充电就变慢了。
为了避免这种损失，我们就有了同步整流，它通过一个巧妙的设计，让电流直接从源头传递过来，减少了损失。
就好像你去超市购物，结账的时候如果能用快捷支付，省得排队等待，那效率可就高多了。
至于最后的“电流反灌”，这又是个“老大难”问题。
就像在你的房间里装了个水龙头，但因为某些原因，水又倒流回去。
这可就麻烦了，电流也是一样，通常它是单向流动的，但如果反向流动，不仅会浪费能量，还可能对电路造成伤害。
所以为了防止这种情况，就得用“反灌”这个词——一种技术手段，用来防止电流回流到不该去的地方。
就像你家水管安装了防回流阀一样，让水永远按着正确的方向流。
好了，听起来是不是有点像在讲电流的“江湖规矩”？它们的核心就是如何让电力在电路里高效地流动，不走冤枉路，避免任何“反叛”和“回流”。
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同步整流技术
电源网第20届技术交流会
邹超洋
2012.11
内 容 简 介
同步整流简介。
同步整流的分类。
。
同步整流的驱动方式 同步整流的 MOSFET
同步整流简介
z 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，而输出电流则越来越大。
z 电源本身的高输出电流、低成本、高频化（500kHz～1MHz）高 功率密度、高可靠性、高效率的方向发展。
z 在低电压、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％。
z用低导通电阻MOSFET代替常规肖特基整流/续流二极管，可以大大 降低整流部分的功耗，提高变换器的性能，实现电源的高效率，高功 率密度。
同步整流简介
diode
=
MOSFET 代替diode
MOSFET
D
相当于二极管的功能 电流从S流向D V/I特性,工作于3rd 象限
G S
z 用MOSFET来代替二极管在电路中的整流功能
z 相对于二极管的开关算好极小 g 控制，可以根据系统的需要， z 整流的时序受到MOSFET的Vgs 把整流的损耗做到最小
同步整流简介
• 例如：一个5V 30A输出的电源
Diode
Vf=0.45V Ploss=0.45*30=13.5W Ploss/Po=13.5/45=30% /Po=13 5/45=30% Rdson=1.2mΩ Ploss=0.0012*30 0 0012*302=1.08W 1 08W Ploss/Po=1.08/45=2.4%
Mosfet
MBR8040(R)
SC010N04LS
同步整流的分类
• BUCK 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• Boost 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• Flyback 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• 复位绕组Forward 同步整流电路与波形
同步整流的分类
• 有源钳位Forward F d 同步整流电路
•LLC 半桥同步整流电路与波形
•全桥倍流同步整流电路与波形
电压型自驱动自驱动
同步整流
电流型自驱动半自驱
驱动方式
外部驱动
•电压型自驱动同步整流电路特点
¾驱动电压：SR所在回路中的某一电压
¾要求：波形转换快，时序准确，无死区
¾优点：电路简单，实用，节约成本
¾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 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。
存在死区，驱动波形不好，驱动电压和时序不好安排。
存在死区驱动波形不好驱动电压和时序不好安排
•正激电压型自驱动同步整流电路与波形
•电流型自驱动同步整流电路特点
¾驱动电压：SR中的电流通过电流互感器产生
¾优点：驱动波形无死区，不受输入电压影响，不受电优点动波无不受输电压响不受电路结构的影响，可用于并联运行的DC-DC变换器。
驱动信号同步性好，
利用流,较低的压降就能获得较高的压检测信利用电流互感器较低的压降就能获得较高的电压检测信号,因此,检测大电流时具备很大的优势
¾缺点：电流检测元件有损耗，影响电路的整体效率缺点：电流检测元件有损耗
电流型自
驱动同步整流电路
体二极管有损耗，
体极管有损耗
实际使用中并联肖
特基二极管
•实用反激电流型自驱动同步整流电路
•半自驱动同步整流电路特点
¾其驱动波形的上升或下降沿，个是由主变压器提其驱动波形的上升或下降沿，一个是由主变压器提供的信号，另一个是独立的外驱动电路提供的信号。
¾针对自驱的负压问题，用单独的放电回路，提供同针对自驱的负压问题用单独的放电回路提供同步整流管的关断信号，避开了自驱动负压放电的电压超标问题。
•正激半自驱动同步整流电路
外驱动同步整流电路特点
•
¾驱动电压：来自外设驱动电路或初级的控制IC
¾同步信号：主开关管的驱动信号来控制
¾优点：控制时序精确，SR效率较高
优点控制时序精确
¾缺点：驱动电路复杂，有损耗，成本高，开发周期长
外部驱动电路还需要供电，降低了整机的效率
增强驱动能力
•反激原边隔离驱动同步整流电路
•外部专用同步整流驱动IC 电路
同步整流OS •MOSFET
¾损耗的计算
¾同步整流尖峰产生与抑制方法
¾MOSFET选择考虑
以BUCK同步整流电路为例来分析
BUCK同步电路
MOSFET导通损耗
MOSFET开通损耗
MOSFET关断损耗
Bodydiode导通损耗
BUCK同步整流管关Bodydiode反向恢复损耗断损耗简化模型
BUCK 同步整流管损耗计算¾导通损耗取决于MOSFET 的R DS(on)，计算公式如下：损耗的主P con_loss
=I
rms 2×R DS(on)×D off
要来源
I 是流经同步整流MOSFET 的电流，而不是BUCK 电性能成本RMS 路的输出电流。
BUCK 同步整流管损耗计算¾开通损耗计算公式如下：P off_on = f s ×∫ Td V DS(off_on)(t)×I D(off_on)S (t) ×dt ¾关断损耗计算公式如下：P on_off = f s ×∫ Td V DS(on_off )(t)×I D(on_off )S (t) ×dt
BUCK同步整流管损耗计算¾驱动损耗计算公式如下：
P
drv_loss = V
gs
×Q
g
×f
s
¾C
oss
损耗计算公式如下：
P
coss_loss =1/2 ×V
DS(off)
2×C
oss
×f
s
BUCK同步整流管损耗计算¾体二极管导通损耗计算公式如下：
P
D_con_loss = I
F
×V
DF
×t
d
×f
s
¾体二极管反向恢复耗计算公式如下：
P
D_rev_loss =V
DR
×Qrr ×f
s
BUCK 同步整流管尖峰产生的原因
z VQ 2关断，进入死区时间，VQ 1未开通，负载电流全部流过VQ 2的体二极管VD 。
z 接着VQ 1打开，VD 突然被加上反压，所以产生很大的反向恢复电流即很大
很大的反向恢复电流，即VD 的di/dt 很大。
z 大的di/dt 会在L 2上产生很大的电压尖峰(L 2di/dt),Vi 此电压会叠加在Vin 上
z L 1与L 2以及VQ 1的结电容C 会产生谐振，谐振的
•BUCK 同步整流电压尖峰同样会叠加在Vin 上
BUCK同步整流管关断波形
Spike
Driver
Oscillation
抑制BUCK同步整流管关断波形尖峰
Vin
上管慢开快关PCB layoyt 环路小
上管慢快关路小
同步整流管关断波形尖峰
抑制BUCK
Vin
Vin
C1
同步整流管加入RC或者RCD吸收电路
抑制BUCK同步整流管关断波形尖峰
加入磁珠来抑制大的di/dt
同步整流管的选择¾考虑的因素.
R
ds(on), Q
g
, temperature, Package, structure
Cost, Purchase, delivery time
¾对于电路来说需要考虑的因素
T l O i f l
Topology, Operation frequency，voltage stress
current stress, thermal resistor, reliability
BUCK同步整流管的选择
最小的
并不
R
能带来最
小的整机
损耗，反
而会增加
成本
本
选择UC同步整流管
BUCK
¾科学的设计电路，预估各种可能存在的风险
¾对电路进行认真、细致的计算
¾建立精确的模型，借助于仿真工具来验证计算建立精确的模型借助于仿真工具来验证计算¾选用合适的器件
¾进行全面的测试与优化
Any question ?Th k f !Thanks for your time !f y。