同步整流技术目前存在问题

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同步整流防止电流反灌的方法

同步整流防止电流反灌的方法

同步整流防止电流反灌的方法说到同步整流防止电流反灌这个话题,哎呀,别看它名字挺复杂的,实际上说白了就是想让电流走对地方,别再随便乱窜。

我们平常用电器,尤其是一些高效能的电源设备,往往会用到同步整流技术。

其实这玩意儿,就是通过一些智能的小技术,让电流只朝着正确的方向流动,防止它“打了退堂鼓”,绕回去害人。

你要是没听过“电流反灌”这个词,没关系,反正你就理解为电流有时会不听话,往回跑,搞得电路不稳定甚至出现短路的麻烦。

想象一下,电流就像水流一样,一旦它不受控制地往回流,所有的水渠、管道都会出问题,甚至还可能把设备搞坏。

那电流反灌又是怎么来的呢?就是当电源没有完全切断电流的路径,电流还可以沿着之前的通路反向流动,顺便捣乱。

就像你在家里关水龙头的时候没关紧,水就顺着管道反流,搞得地板湿漉漉的。

这就是我们说的电流反灌,特别是在一些高效率电源系统中,若没有良好的同步整流措施,电流反灌可能带来非常大的麻烦。

那么怎么防止电流反灌呢?其实也不难,就像我们修家电一样,得看清楚问题所在。

最重要的一点就是利用同步整流技术来让电流跑得更顺。

简单来说,同步整流就是在电源电路中,找对合适的时机,开关元件(比如MOSFETs)在对的时间导通,这样电流就可以稳定在一个方向上,像老百姓出门走路一样,千万不能掉头,否则会迷路。

通过这种方式,电源不仅效率高,而且能更好地控制电流,避免反灌。

要防止电流反灌,第一步就是要选择一个合适的同步整流器件。

你要选对“开关门”的人,不能让那些不合格的小家伙上场,打乱整个电流的节奏。

要是这些MOSFET等开关元件选择不好,电流反灌的情况就可能比做错了决定还严重。

而且别忘了,这些器件可不是随便能找到的,它们需要精确到毫秒级别的控制,稍微不留神就能出问题。

别小看这一点,反灌可能会导致电路损坏、效率下降,甚至设备报废。

所有的细节都不能马虎,得有技术有手段,才能确保电流听话。

设计电源的时候,也得考虑到电流的实际需求。

同步整流升压电路

同步整流升压电路

同步整流升压电路(实用版)目录一、同步整流升压电路的概念与原理二、同步整流升压电路的结构与组成三、同步整流升压电路的应用领域四、同步整流升压电路的优缺点五、同步整流升压电路的发展趋势正文一、同步整流升压电路的概念与原理同步整流升压电路是一种采用同步整流技术的直流 - 直流(DC-DC)转换电路,主要作用是将输入的低电压转换为较高的输出电压。

该电路广泛应用于电力电子设备、通信设备、计算机、工业控制等领域。

同步整流升压电路的原理基于峰值电流模式控制,其核心部件是同步升压控制器。

该控制器通过多相位控制技术,实现输入电压与输出电压之间的步进升高。

同步整流升压电路的输入电压范围为 9-20V,输出电压固定为 24V(可通过可调电位器调整为 12-24V),输出电流不超过 4.5A,最大总功率不超过 100W。

为了保证电路的稳定运行,需要适当增加散热装置。

二、同步整流升压电路的结构与组成同步整流升压电路主要由以下几个部分组成:1.输入电源:提供电路的输入电压,通常为 9-20V 的直流电压。

2.同步升压控制器:实现峰值电流模式控制,通过多相位控制技术,实现输入电压与输出电压之间的步进升高。

常见的同步升压控制器型号有LM5122MHX 等。

3.整流器:将输入电源的交流电压转换为脉动直流电压。

4.平滑电容:对脉动直流电压进行滤波,得到稳定的直流电压输出。

5.输出负载:接收电路的输出电压,为其他电子设备提供稳定的电源。

三、同步整流升压电路的应用领域同步整流升压电路广泛应用于以下领域:1.电力电子设备:用于实现直流电源的转换与控制,以满足各种电力电子设备的电源需求。

2.通信设备:为通信设备提供稳定的直流电源,以保证其正常运行。

3.计算机:为计算机提供稳定的直流电源,以满足其对电源的需求。

4.工业控制:用于实现工业控制设备的电源转换与控制。

四、同步整流升压电路的优缺点同步整流升压电路的优点:1.转换效率高:采用同步整流技术,电路的转换效率较高。

同步整流技术目前存在问题

同步整流技术目前存在问题

同步整流专利面临问题1、同步整流MOS晶体管在栅极电荷未被及时泄放情况下可双向导通;2、由于MOSFET晶体管反向导通,滤波电容与滤波电感将谐振,使DC-DC变换器输出产生负压,对输入端的有极性电容和负载造成损伤,甚至使敏感负载发生逻辑错误。

3、死区时间的调整控制。

4、同步整流电路的缺点是,由于功率转换器的次级侧的接地切换操作所导致的切换损失以及电磁波干扰问题。

5、自驱动有源钳位正激变换器,其整流管和续流管在关断的时候,其栅极驱动电压是负值,这可能由于整流管和续流管的反向漏电流而产生额外的损耗,从而造成整体变换器效率的下降;另外整流管和续流管的驱动信号之间同样没有死区时间,整流管及续流管共同导通的现象依然没有解决。

6、因寄生效应而在晶体管开关上所产生的电压尖峰或高频振铃7、由于MOSFET开通后可以双向导电,区别于二极管,因此对电路的工作带来影响。

通常的电压模式的驱动方式由于不检测流过MOSFET的电流,因此,在电路中存在电流反向的可能,其驱动信号也是在电路中变压器、电感或者其他相关点得到的波形,会引起轻载条件下效率低下等其他问题。

8、传统的采用电流互感器的方式,其取样电流消耗的能量在电路中直接消耗,导致驱动电路效率低下。

在实际应用中,通常的电流互感器驱动方案需要每个MOSFET带一个电流互感器检测其电流,导致电路成本上升、体积变大。

9、通常自驱动电路采用一个次级辅助绕组来为同步整流管和续流管提供驱动电压,但是,此种驱动方式由于辅助绕组藕合漏感与MOS管的栅极结电容产生振荡,致使驱动波形上升沿和平顶部分振荡,导致驱动损耗增大。

10、在大电流条件下开关电源同步整流电路结构及连接方式存在的连接、散热困难和额外发热等问题。

11、一般用变压器的副边绕组直接驱动MOS管。

这时在占空比比较小的情况下,会出现续流的同步MOS管导通不足的问题。

负载电流会流过MOS管的体二极管,造成较大的损耗。

12、门极通过辅助MOS管Sa至零电位,而同步整流MOS管的门极导通电压一般比较低(2~3V),所以容易受到外界千扰,也会造成共态导通的问题。

同步整流电路分析

同步整流电路分析

同步整流电路分析作者: 佚名发布日期:2006-02-12 16:50 查看数:51 出自:互联网一、传统二极管整流电路面临的问题近年来,电子技术的发展,使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。

低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗,但也给电源设计提出了新的难题。

开关电源的损耗主要由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%)P O,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。

二、同步整流的基本电路结构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。

1、基本的变压器抽头方式双端自激、隔离式降压同步整流电路2、单端自激、隔离式降压同步整流电路图1 单端降压式同步整流器的基本原理图基本原理如图1所示,V1及V2为功率MOSFET,在次级电压的正半周,V1导通,V2关断,V1起整流作用;在次级电压的负半周,V1关断,V2导通,V2起到续流作用。

DCDC技术的现状及发展(精选)

DCDC技术的现状及发展(精选)

DC/DC技术的现状及发展摘要:从工程实际的角度介绍了DC/DC技术的现状及发展,给出当今国际顶级DC/DC产品的实用技术、专利技术及普遍采用的特有技术。

指出了半导体技术进步给DC/DC技术带来的巨大变化。

并指出了DC/DC 的数字化方向。

关键词:有源箱位软开关同步整流级联拓朴 MCU控制高效率高功率密度DC/DC分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展,其电源系统需用的DC/DC电源模块越来越多。

对其性能要求越来越高。

除去常规电性能指标以外,对其体积要求越来越小,也就是对其功率密度的要求越来越高,对转换效率要求也越来越高,也即发热越来越少。

这样其平均无故障工作时间才越来越长,可靠性越来越好。

因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。

例如:二十年前Lucent公司开发出第一个半砖DC/DC时,其输出功率才30W,效率只有78%。

而如今半砖的DC/DC输出功率已达到300W,转换效率高达93.5%。

从八十年代末起,工程师们为了缩小DC/DC变换器的体积,提高功率密度,首先从大幅度提高开关电源的工作频率做起,但这种努力结果是大幅度缩小了体积,却降低了效率。

发热增多,体积缩小,难过高温关。

因为当时MOSFET的开关速度还不够快,大幅提高频率使MOSFET的开关损耗驱动损耗大幅度增加。

工程师们开始研究各种避开开关损耗的软开关技术。

虽然技术模式百花齐放,然而从工程实用角度仅有两项是开发成功且一直延续到现在。

一项是VICOR公司的有源箝位ZVS软开关技术;另一项就是九十年代初诞生的全桥移相ZVS软开关技术。

有源箝位技术历经三代,且都申报了专利。

第一代系美国VICOR公司的有源箝位ZVS技术,其专利已经于2002年2月到期。

VICOR公司利用该技术,配合磁元件,将DC/DC的工作频率提高到1MHZ,功率密度接近200W/in3,然而其转换效率却始终没有超过90%,主要原因在于MOSFET的损耗不仅有开关损耗,还有导通损耗和驱动损耗。

同步电动机旋转整流器故障分析与处理

同步电动机旋转整流器故障分析与处理

旋转整 流器 由盘体 、控制模 块 、整流功 率模块 、
部分 由电机厂 生产 ,后两 部分 由励磁 供应 商配套 提 供 。两 台故 障 压缩 机 选 用 驱 动 设 备 为 T A W2 8 0 0 —
起 动功率模 块 、 电阻模块 ( 起动 电阻 或灭磁 电阻) 构 成 。旋转 整流器 及各单 元模块 实物如 图 2所示 。
技 术 与 应 用
同步 电动机 旋 转 整 流 器 故 障 分 析 与处 理
于洪乾 张俊 华 马会 茹 严 荣强 谷 亚岐
( 万华化 学 ( 宁波 )有 限公 司 ,浙江 宁波 3 1 5 8 1 2)
摘要
本 文首 先介 绍 同步 电动机 旋 转整流器 工作 原理 ,然后 根据 两起 同步 电动机旋 转整 流器
B C
歧 数 0 . 3 ~0 6 V
O . 3 ~0 . 6 V O . 3 ~0 . 6 V


机发 生故 障将 导致 生产 装置 减产 或停车 ,严 重时甚 至会 导致产业 链 中断。
旋转整 流器 作为 同步 电动 机 的重要 组成部 分 ,
其性 能好 坏直接 决定 同步 电动机 运行可 靠性 。研 究
图 1 同 步 电 动 机
同步 电动机通 过调 节励 磁 电流可 以在超前 功率
Ab s t r a c t The pr i n c i p l e of s y n c h r o no u s m o t o r r ot a t i n g r e c t i ie f r i s i nt r o d uc e d i n t hi s p a pe r . Ac c o r di n g t o t he t wo s yn c hr o no us mo t o r r o t a t i ng r e c t i ie f r f a ul t e ve n t s , t he f a ul t s i s a na l y z e d a n d s om e

整流设备调试运行中常见问题及解决措施

整流设备调试运行中常见问题及解决措施

负载阻抗要求大于 5 K
1 _ 2电流 传 感器 出现 误 差的 主要 原 因
整流设备为 了保护晶闸管防止交直流短路都
安 装有 快 速熔 断器 ,快速 熔 断器 是 通 过 微动 开 关
( 1 ) 传感器 自身计量不准
进行报警或跳 闸信号传递 。由于微动开关和快熔
2 4
新 疆化 工
2 0 1 5年第 4期
新疆化工
2 3
整 流 设 备 调 试 运行 中常 见 问题 及 解 决 措 施
贾培伟
( 新疆中泰化 学( 集团) 股份有 限公 司 , 乌鲁木齐 8 3 9 0 0 0)
摘 要 : 对 整 流设备 安 装调 试和 运行 过程 中常见 问题 提 出了解 决方案 和措 施 。 关 键词 : 大 电流传 感 器 ; 霍 尔原 理 ; 电磁 感应 ; 冷凝 水 ; 引风 筒
主变绝缘油后才能粘补 ,这种作业方案费时费力
效率 低下 , 影 响项 目进 度 。
解决方案 :这是设备受潮 出现冷凝水导致误 报警 , 可以通过减小散热板换副水流量 , 提高纯水
解决方案 :渗漏点不能封堵是 因为主变本体 内有很高 的正压力 , 渗油缝 隙始终带有压力 , 所 以 不能有效封堵 。解决方案是拆除瓦斯续电器 , 连接
测量 精度 :0 . 1 %
温度 漂移 : -0 4 . 0 0 5 %/ %m a x 重复 误差 : -0 4 . 0 5 %F s
感应 电压不能有效对地释放。 解决方案是 :针对某感应线路端子加装吸收
电容 , 通 过 电容特 性 吸收感 应 电压 。
2 . 2空气 潮湿对 微 动开关 干 扰

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同步整流mos驱动波形异常_概述说明以及解释

同步整流mos驱动波形异常_概述说明以及解释

同步整流mos驱动波形异常概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在探讨同步整流MOS驱动波形异常现象,并通过对其原因、影响以及解决方法的分析,提供读者在遇到类似问题时的指导和帮助。

同步整流技术作为一种高效能转换电路,被广泛应用于各种电子设备中。

然而,在实际应用过程中,我们可能会面临波形异常的情况,这不仅会影响系统性能,还可能导致设备损坏或故障。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述:第一部分:引言。

在本节中,我们将介绍文章的背景和目的,并简要说明文章的结构。

第二部分:同步整流MOS驱动波形异常。

我们将首先对该主题进行简要介绍,包括定义和基本概念;然后讨论造成波形异常的原因;最后列举一些常见的波形异常类型。

第三部分:概述说明。

该部分将从宏观角度对同步整流技术和MOS驱动原理进行简要说明,并阐述波形异常对系统性能的影响。

第四部分:解释波形异常发生可能因素和原因分析方法。

这一部分将探讨导致波形异常的可能因素,例如输入电源相关问题、外界干扰和设计上存在的问题,并介绍相应的原因分析方法。

第五部分:解决和预防波形异常的方法和措施具体说明。

我们将提供一些具体的方法和措施来解决和预防波形异常,包括调整电路参数和设计优化建议、降低外界干扰及滤波措施推荐以及故障诊断与排除方法介绍。

1.3 目的本文旨在帮助读者理解同步整流MOS驱动波形异常现象,了解造成该异常的原因,并提供适用的解决方法和措施。

通过深入研究该主题,读者将能够更好地识别和处理类似问题,提升系统性能并避免潜在不良影响。

2. 同步整流mos驱动波形异常:2.1 简介:同步整流MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)驱动器是一种常见的电路模块,用于控制电源中的交流信号,并将其转换为直流信号。

然而,在实际应用中,我们可能会遇到各种波形异常,即输出波形与期望波形不一致的情况。

本节将简要介绍同步整流MOS驱动波形异常的背景和重要性。

2.2 波形异常的原因:波形异常可能由多种因素引起。

同步整流模块常见故障

同步整流模块常见故障

同步整流模块常见故障同步整流模块是一种常见的电子元器件,用于将交流电转换为直流电。

它被广泛应用于电源供应、电动机驱动和电子设备等领域。

然而,由于长期使用或其他原因,同步整流模块可能会出现一些故障。

本文将介绍一些常见的同步整流模块故障,并提供相应的解决方法。

故障一:输出电压不稳定当同步整流模块输出的直流电压不稳定时,可能会导致电子设备无法正常工作。

造成这种故障的原因可能有很多,比如输入电压波动、电源线接触不良或输出电流过大等。

解决这个问题的方法有:检查输入电压是否稳定,确保电源线连接良好,调整输出电流等。

故障二:输出电压为零当同步整流模块输出的直流电压为零时,可能会导致电子设备完全无法工作。

这种故障通常是由于整流器管故障或控制电路故障引起的。

解决这个问题的方法有:更换整流器管,修复或更换控制电路。

故障三:过热同步整流模块长时间工作后可能会出现过热问题,这会影响其正常工作并有可能损坏电子设备。

过热问题通常是由于散热不良、负载过重或环境温度过高等原因引起的。

解决这个问题的方法有:改善散热条件,减轻负载,调整工作环境温度等。

故障四:开关频繁同步整流模块在工作过程中开关频繁可能会导致其损坏或电子设备无法正常工作。

开关频繁的原因可能是由于控制信号异常或其他原因引起的。

解决这个问题的方法有:检查控制信号是否正常,修复控制电路等。

故障五:噪声干扰同步整流模块工作时可能会产生噪声干扰,这会影响到其他电子设备的正常工作。

噪声干扰的原因通常是由于电源线接触不良、工作频率不匹配或其他原因引起的。

解决这个问题的方法有:确保电源线连接良好,调整工作频率等。

总结:同步整流模块常见的故障包括输出电压不稳定、输出电压为零、过热、开关频繁和噪声干扰等。

这些故障可能会导致电子设备无法正常工作或损坏。

解决这些故障的方法包括检查输入电压、更换整流器管、改善散热条件、修复控制电路等。

在使用同步整流模块时,我们应注意定期检查和维护,以确保其正常工作并延长使用寿命。

低电压大电流同步整流技术的现状及发展

低电压大电流同步整流技术的现状及发展

中图分 类号 : N 6 T 8
文献 标识 码 : A
文章编 号 :2 9— 7 3 2 0 )9—0 8 — 4 0 1 2 1 (0 2 0 4 1 0
1 引 言
随 着 电子 技 术 的 迅 速 发 展 ,以 及 各 种 微 处 理 器 、 I C芯 片 和 数 字 信 号 处 理 器 的 普 及 应 用 ,使 低 电 压 大 电 流 输 出变 换 器 的研 究 成 为 十 分 重 要 的课 题 之 一 。 在 低 电压 大 电 流输 出 的 情 况 下 ,使 用 一 般 的 二 极 管 整 流 ,整 流 损耗 占 了变 换 器 总 损 耗 的 一 半 以上 ,很难 达 到 高 效 率 。 用 同 步 整 流 技 术 则 可 以较 大 地 减 少 整 流 使 损耗 , 而提 高变换器的效率 。 从 同 步 整 流 技 术 按 其 驱 动 信 号 类 型 可 分 为 电压 驱 动 和 电流 驱 动 。 电压 驱 动 的 同 步整 流 器 按 驱 动 方 式 而 又 可 分 为 自驱 动 和 外 驱 动两 种 。 面 将 分 别 对 以上 不 下 同 的 同 步 整 流 技 术 进 行 分析 比较 。
由式 ( ) 式 ( ) 见 , 生 电容 造 成 的损 耗 与 频 1、 2 可 寄 率 相 关 ,在 低 频 率 时 较 小 ,整 流 损 耗 主 要 由导 通 损 耗 决 定 。 因 此 可 利 用 MO F T的 自动 均 流 性 将 多 4— 1 2 0 0 0
2 MOS E 的 导 通 损 耗 P ) F T 刖
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2 MO F T模 型 及 损 耗 分 析 SE
使 用 同 步 整 流 技 术 是 为 了减 少 整 流 损 耗 , 高效 提

无刷电机同步整流

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。

同步整流

同步整流

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。

同步整流电路分析

同步整流电路分析

同步整流电路分析 Revised by Chen Zhen in 2021同步整流电路分析一、传统二极管整流电路面临的问题近年来,电子技术的发展,使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。

低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗,但也给电源设计提出了新的难题。

开关电源的损耗主要由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~,即使采用低压降的肖特基二极管(SBD),也会产生大约的压降,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甚至或的供电电压,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%)P O,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。

二、同步整流的基本电路结构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。

1、基本的变压器抽头方式双端自激、隔离式降压同步整流电路2、单端自激、隔离式降压同步整流电路图1 单端降压式同步整流器的基本原理图基本原理如图1所示,V1及V2为功率MOSFET,在次级电压的正半周,V1导通,V2关断,V1起整流作用;在次级电压的负半周,V1关断,V2导通,V2起到续流作用。

同步整流电路的功率损耗主要包括V1及V2的导通损耗及栅极驱动损耗。

同步整流升压电路

同步整流升压电路

同步整流升压电路同步整流升压电路(Synchronous Rectification Boost Circuit)是一种常用的电源电路,它可以将输入电压转换为高于输入电压的输出电压。

本文将介绍同步整流升压电路的原理、应用以及其优点和缺点。

一、原理同步整流升压电路由开关管、电感、电容和二极管等元器件组成。

其基本工作原理如下:1.输入电压经过电感和开关管,将输入电能储存在电感中。

2.当开关管导通时,电感储存的电能将传输到电容上,并提供给负载。

同时,开关管处于导通状态,通过电感和二极管将地端的电能传输到输出端。

3.当开关管截止时,电感的磁场崩溃,将电能传输给电容并保持输出电压稳定。

此时,二极管导通,形成回路,接收来自地端的电能。

4.循环进行上述过程,保持输出电压的稳定。

二、应用同步整流升压电路广泛应用于电源转换器、电动车充电器、太阳能发电系统等领域。

下面以太阳能发电系统为例介绍应用场景:太阳能发电系统是一种利用光能转化为电能的系统,通常包括太阳能电池板、充电控制器和储能装置。

在这个系统中,同步整流升压电路用于将太阳能电池板输出的低电压升高到适合储存设备充电的电压。

具体工作过程如下:1.太阳能电池板将光能转化为电能,输出的直流电压通常在几十伏特左右。

2.此时,同步整流升压电路起到关键作用,将低电压升高到适合充电的电压,比如24伏特。

3.升压后的电压通过充电控制器进行控制和管理,可供给储能装置充电。

4.这样,太阳能电池板就能够高效地向储能装置输送电能,满足后续电力需求。

三、优点和缺点同步整流升压电路具有以下优点:1.电能转换效率高:采用同步整流控制方案,减少了二极管的损耗,提高了能量利用率,从而提高了电路的整体效率。

2.输出电压稳定:通过电感和电容的储能和传输,可以实现输出电压的稳定性,满足负载对电压的要求。

3.尺寸小巧:同步整流升压电路采用高频开关技术,可以减小电感和电容的体积,从而实现尺寸的减小。

但同步整流升压电路也存在一些缺点:1.成本较高:由于需要使用更多的器件和电路控制,同步整流升压电路的成本较传统的非同步整流电路要高一些。

基于时域分析的LLC同步整流控制研究

基于时域分析的LLC同步整流控制研究

基于时域分析的LLC同步整流控制研究LLC(电感电容)拓扑结构的变换器近年来得到了广泛的应用,特别是在电力电子领域中。

它的特点是高效率、高功率密度和高性能。

而LLC变换器中的同步整流控制对其性能具有重要影响。

本文将基于时域分析方法来研究LLC同步整流控制,从而进一步提高其性能。

一、LLC变换器的基本原理和特点LLC变换器是由电感(L),电容(C)和开关器件(Switch)组成的拓扑结构。

其基本原理是通过控制Switch开关,使得变压器中的磁能得以传输,同时实现电能的传输和转换。

LLC变换器具有以下特点:1. 高效率:由于变压器的等效电感和等效电容分别与输入和输出端的电压有关,因此LLC变换器在宽范围的输入电压和负载条件下,能够保持较高的效率。

2. 高功率密度:LLC变换器通过变压器实现软切换,并能在合适的条件下操作。

因此,其功率密度较高,可以在紧凑的空间中提供高功率输出。

3. 高性能:LLC变换器通过合理的控制策略和参数配置,能够实现快速响应和高精度的输出电压控制,从而满足特定的应用需求。

二、LLC同步整流技术的研究现状同步整流技术是指在LLC变换器中,通过合理的开关控制策略,使得输入电流与输入电压保持同步,以提高系统的整体效率。

目前,关于LLC同步整流技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 调制策略研究:通过合理的PWM(脉宽调制)策略,控制开关器件的导通和关断时间,实现输入电流与输入电压的同步。

常见的调制策略包括固定频率调制、可变频率调制等。

2. 参数设计与优化:设计LLC同步整流控制系统的参数,如电感、电容、变压器的设计与选择,以及开关器件的选型等。

通过优化这些参数,可以提高LLC同步整流控制系统的性能。

3. 实时反馈与控制:通过传感器实时监测输入电压和输出电流,采集信号,并通过控制算法进行实时反馈和控制,以实现精确控制和保护。

三、基于时域分析的LLC同步整流控制研究时域分析是一种研究系统动态行为的常用方法。

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

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。

晶闸管整流系统同步异常及其对策1

晶闸管整流系统同步异常及其对策1

晶闸管整流系统同步异常及其对策(何长平)宜昌市能达通用电气股份合作公司摘要:本文分析了晶闸管整流系统中同步干扰及同步断线异常情况。

提出了通过硬件或软件的完善来解决同步干扰、用软件的方法来实现同步相的切换,以解决同步断线故障。

关键词:同步、干扰、断线、切换晶闸管整流系统中,同步信号准确、稳定、可靠是整个系统安全稳定运行的关键。

同步错误或同步信号受到较强干扰,整流系统将产生不可预料的后果。

如直流充电装置过流,静止励磁系统误强励、失磁等严重事故。

同步错误(如相序错误)通常在设备出厂试验或现场试验中发现并得以纠正,而同步信号的干扰或同步断线等故障均属不可避免的偶发性故障,必须在软件、硬件上采取必要措施防止故障的发生或设置相应的保护措施。

一、同步信号的干扰如图①,同步电路通常由滤波环节、放大整形环节构成。

滤波环节通常采用无源Array滤波方式来吸收同步回路的干扰。

在同步发电机自复励系统中,同步源通常取自可控硅阳极,由于串联电抗和可控硅的换相影响,波形畸变特别严重。

然而通过60 的无源滤波后,波形得到很大改善,完全可以满足正常情况下的同步要求。

对于较宽的干扰信号或在负半周的干扰信号,这种无源滤波却无能为力。

在图中,假设正半周的过零上升点是我们需要的同步点,其干扰信号A 中较窄部分被滤波电路所吸收,而较宽的干扰波却将使图中的同步波头1分为2,即有2个上升沿,显然这将使可控硅不能正确触发。

在负半波里由于干扰信号B 的作用,又产生多个同步上升沿。

在目前普遍采用单相同步的数字控制系统中,将产生不可预料的后果。

虽然,我们可以采用 /Y 接线的同步变压器消除部分谐波,但要完全消除同步信号的干扰是不可能的,如雷电干扰、阳极由于自身换相产生的高次谐波和尖峰等。

因此,我们必须采用其它办法来解决同步干扰问题。

通常我们可以用以下办法解决。

必须说明的是以下的解决办法均是基于数字控制系统——即计算机控制系统。

(一)硬件处理法由于在数字系统中,同步信号通常用其上升沿对CPU 进行外部中断,通过中断服务程序设定计数器计数值并启动计数器计数,从而实现移相触发可控硅。

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同步整流专利面临问题
1、同步整流MOS晶体管在栅极电荷未被及时泄放情况下可双向导通;
2、由于MOSFET晶体管反向导通,滤波电容与滤波电感将谐振,使DC-DC变换器输出产生负压,对输入端的有极性电容和负载造成损伤,甚至使敏感负载发生逻辑错误。

3、死区时间的调整控制。

4、同步整流电路的缺点是,由于功率转换器的次级侧的接地切换操作所导致的切换损失以及电磁波干扰问题。

5、自驱动有源钳位正激变换器,其整流管和续流管在关断的时候,其栅极驱动电压是负值,这可能由于整流管和续流管的反向漏电流而产生额外的损耗,从而造成整体变换器效率的下降;另外整流管和续流管的驱动信号之间同样没有死区时间,整流管及续流管共同导通的现象依然没有解决。

6、因寄生效应而在晶体管开关上所产生的电压尖峰或高频振铃
7、由于MOSFET开通后可以双向导电,区别于二极管,因此对电路的工作带来影响。

通常的电压模式的驱动方式由于不检测流过MOSFET的电流,因此,在电路中存在电流反向的可能,其驱动信号也是在电路中变压器、电感或者其他相关点得到的波形,会引起轻载条件下效率低下等其他问题。

8、传统的采用电流互感器的方式,其取样电流消耗的能量在电路中直接消耗,导致驱动电路效率低下。

在实际应用中,通常的电流互感器驱动方案需要每个MOSFET带一个电流互感器检测其电流,导致电路成本上升、体积变大。

9、通常自驱动电路采用一个次级辅助绕组来为同步整流管和续流管提供驱动电压,但是,此种驱动方式由于辅助绕组藕合漏感与MOS管的栅极结电容产生振荡,致使驱动波形上升沿和平顶部分振荡,导致驱动损耗增大。

10、在大电流条件下开关电源同步整流电路结构及连接方式存在的连接、散热困难和额外发热等问题。

11、一般用变压器的副边绕组直接驱动MOS管。

这时在占空比比较小的情况下,会出现续流的同步MOS管导通不足的问题。

负载电流会流过MOS管的体二极管,造成较大的损耗。

12、门极通过辅助MOS管Sa至零电位,而同步整流MOS管的门极导通电压一般比较低(2~3V),所以容易受到外界千扰,也会造成共态导通的问题。

13、由于场效应管导通之后,电流可以通过该场效应管双向流动如流过负向电流。

因负向电流的存在,当空载时开关信号占空比不变,使得空载时损耗增大、效率降低;另外当多个电源并联对负载进行供电时,电源的热拔插或是输出电流的瞬变容易导致电流从一个电源倒灌
进另一电源,从而损坏同步续流管。

14、现有的自驱动同步整流电路在轻载下会进入CCM电流连续模式)模式,转换效率低。

15、当输入电压较高时,整个电源的占空比较小,将导致复位电压出现断续状态,进而使得续流管上的驱动电压在一个周期的后部分接近零,导致续流管的驱动不足,此时的电感的续流电流将通过续流管的体二极管,这是电源电路转换效率过低、续流管损坏的主要原因。

16、对于反激变换器,已有的自驱动电路要么不能很好地控制共同导通,要么就不适合多路同步整流输出的应用场合。

17、为满足大功率和大电流的应用场景,并减小损耗出现了同步整流管多管并联的应用。

实际应用中同步整流管一般工作在全通状态。

因而,开关电源在负载很小的应用场景中驱动损耗大,效率低,不能针对负载状况实现效率优化。

18、由于电流互感器与同步整流管串接,互感器本身存在一些漏感,与MOSFET的漏源之间的结电容产生谐振,造成电压尖峰,增加了线上损耗,降低了效率。

19、现有技术中的同步整流控制通过采样MOSFET两端的电压来实现,而MOSFET本身具有等效电感、结电容等很多寄生参数,从而对MOSFET的开通或关断的控制的准确性造成影响,很难保证电路工作在最佳状态;且通过大信号采样小信号容易产生失真,使得控制效率降低。

20、输入电压范围窄
21、无法准确检测出场效应管的漏极与场效应管的源极之间电压的电压值以及流过场效应管漏极和场效应管的源级的电流的电流值
22、输出电流增加时会产生在高频、高输出电流时产生的两个问题,其一为两整流回路的同步控制器将变得过于敏感而容易误动作,交流阻抗以及整流回路形成的回路电感会大幅上升而降低效率
23、检测和关断之间存在延迟时间。

24、续流管驱动电压上升缓慢
25、LLC谐振电路饱和电感。

26、应用同步整流电路到自激励型回扫变换器上的困难是,除了开关频率随连接的负荷发生很大的变化外,检测整流二极管的关断时间也是困难的。

27、输出端预偏置
28、并联反馈偏压
29、关机自激振荡
30、习知的自激技术容易在轻载关机或空载时造成整流单元的自激频率失控。

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