低压大电流高频整流电路--

低压大电流高频整流电路

摘要:随着信息技术的迅速发展，中小功率变换器在计算机、通信和其它工业领域中得到了广泛的应用．为满足应用场合对数据处理更快速、更有效的要求，对变换器的要求也不断提高，使得变换器向着更低的输出电压、更高的输出电流、更高的效率，更快的动态响应以及更高的可靠性等方向发展。本文首先介绍了一些器件，然后分析倍流整流电路的工作原理。分析结果表明，由于倍流整流结构的整流管损耗小、动态响应快以及输出电流的纹波小等优点，使其成为低压大电流的常见的整流结构。采用Matlab软件对同步整流电路进行了仿真实验，并对仿真结果进行了分析。

关键词：倍流整流；Matlab

Abstract:with the rapid development of information technology, small and medium-sized power converter in the field of computer, communications and other industries has been widely used. To meet application requirements for data processing faster and more efficiently, and also to the requirement of converter enhances unceasingly, makes the converter to lower output voltage, higher output current, higher efficiency, faster dynamic response and higher reliability. This article first introduces some device, and then introduces the working principle of The Times the current rectifier circuit. Analysis results show that as the rectifier losses times flow rectifying structure is small, fast dynamic response, and the advantages of small output current ripple, make it becomes a common low-voltage high-current rectifier structure. Using matlab software to synchronous rectifier circuit, the simulation experiment and the simulation results are analyzed.

Key words: times flow rectifying; The matlab

引言

电力电子技术是一门涉及电机控制、电力半导体器件、功率交换、模拟和数字电路、控制理论、计算机应用、数字仿真的新兴交叉边沿学科。电力电子技术主要研究电能变换、处理、传递，研究采用功率半导体器件完成运动控制和功率变换提供各种交频器和功率控制电源。

与全波整流相比，倍流整流器的高频变压器的副边绕组仅需一个单一绕组，不用中心抽头。与桥式整流相比，倍流整流器使用的二极管数量少一半。所以说，倍流整流器是结合全波整流和桥式整流两者优点的新型整流器。当然，倍流整流器要多使用一个输出小滤波电感。但此电感的工作频率及输送电流均比全波整流器的要小一半，因此可做得较小，另外双电感也更适合分布式功率耗散的要求.倍流整流电路更适用于低压大电流的副边整流。同步整流技术就是实现同步整流管的栅源极之间的驱动信号与同步整流管的漏源极之间开关同步的手段或者方法。理想的同步整流技术是使得同步整流管起到和整流二极管同样的作用，即正向导通，反向截止．低电压大电流输出时，整流二极管的使用会引起很大的能量损耗，大大降低电源效率。而用于同步整流的低电压功率MOSFET，由于其导通电阻非常小，即使输出电流很大，同步整流管上的正向导通压降很低，因此用低电压功率MOSFET代替整流二极管势在必行。可以说，低电压大电流输出时，同步整流技术是提高变换器效率的一种有效的手段。

电力器件简介

同步整流MOSFET管简介：

MOSFET是利用一种极性载流子(多数载流子)参与导电的电力场控效应管，是单极型晶体管。MOSFET通过改变栅极电压大小来控制内部导电沟道的厚度，从而实现控制漏极电流Id，当电压V。小于开启电压V。，无论Vds的极性如何，Id几乎为零。为了减少MOSFET器件的通态电阻，在保证耐压的情况下，应尽量增加导电沟道的厚度，即适当降低vgs以降低驱动损耗和导通损耗。由于栅极电压V。的作用仅仅是形成漏极和源极之间的N型导电沟道，而N型导电沟道又相当于一个无极性的等效电阻，所以MOSFET具有双向导电的特性，满足了同步整流电路对整流器特性的要求。值得注意的是同步整流时MOS管是反接的，即电流必须从源极(S)流向漏极①)，这与作为开关使用时是完全不同的。另外MOSFET

还有其他的特点：

(1)导通电阻小，负载电流大，输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单。

(2)导通电阻具有正的温度系数，电流加大时，温度上升，电阻加大，对电流起自动限流的作用，不会产生二次击穿的现象。

(3)漏极电流具有负的温度系数，因此多个MOSFET可以并联使用，有自动均流的作用。

(4)开关速度快，工作频率高。

根据以上特点，可知MOSFET很适合用作低压大电流开关电源的整流组

件。选择MOSFET也有注意的地方：它和双极性晶体管不同，栅极电容比较

大，在导通之前要先对该电容充电，当电容电压超过阈值才开始导通。因

此，栅极驱动器的负载能力必须足够大，以保证在系统要求的时间内完成

对等效栅极电容的充电。此外，栅极电荷Q。、导通电阻Rds、输入电容和输出电容等都是要考虑的参数。

按驱动信号类型的不同同步整流器可分为电压驱动型和电流驱动型两个大类。

电压驱动同步整流器的分类：

电压驱动整流器按驱动方式又可分为自驱动、外驱动和混和驱动三种。以下简单分析这几种驱动方法。

电压自驱动方法自驱动电压型同步整流技术是由变换器中变压器直接取电压信号驱动相应MOSFET管。一般变换器中变压器次级各点的电压信号可以用于驱动同步整流管的由变压器次级绕组的输出端电压和输出滤波电感的互感电压。变压器次级绕组输出端电压驱动，驱动信号直接从变压器副边绕组输出端直接取得驱动信号。工作过程如下：

当变压器副边电压为正时，同步整流管Ql的栅极承受正电压而导通；Q2的栅极电压承受负电压而关断。电路通过同步整流管Ql整流。当变压器副边电压为负时，同步整流管Q2的栅极承受正电压而导通；Ql的栅极电压承受负电压而关断。电路通过同步整流管Q2整流．变压器副边电压为零的时间段称为死区时间。在死区时间内，Ql和Q2的栅极电压都为零而不能导通。这时的负载电流经同步整流管Ql和Q2的体二极管续流。这是一种传统的同步整流技术，其优点是不需要附加的驱动电路，结构简单。其缺点是只能针对小功率的电路，如果副边