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同步整流的工作原理

2019年06月25日 14:31 陈翠 作者: 用户评论(0

同步整流的工作原理

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

同步整流的工作原理

2、单端自激、隔离式降压同步整流电路

同步整流的工作原理

单端降压同步整流器的基本原理图

基本原理如上图所示,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。当开关频率低于1MHz时,导通损耗占主导地位;开关频率高于1MHz时,以栅极驱动损耗为主。

3、半桥他激、倍流式同步整流电路

同步整流的工作原理

单端降压式同步整流器的基本原理图

该电路的基本特点是:

1)变压器副边只需一个绕组,与中间抽头结构相比较,它的副边绕组数只有中间抽头结构的一半,所以损耗在副边的功率相对较小;

2)输出有两个滤波电感,两个滤波电感上的电流相加后得到输出负载电流,而这两个电感上的电流纹波有相互抵消的作用,所以,最终得到了很小的输出电流纹波;

3)流过每个滤波电感的平均电流只有输出电流的一半,与中间抽头结构相比较,在输出滤波电感上的损耗明显减小了;

4)较少的大电流同步整流原理连接线(high current inter-connection),在倍流整流拓扑中,它的副边大电流连接线只有2路,而在中间抽头的拓扑中有3路;

5)动态响应很好。

它唯一的缺点就是需要两个输出滤波电感,在体积上相对要大些。但是,有一种叫集成磁(integrated magneTIc)的方法,可以将它的两个输出滤波电感和变压器都集成到同一个磁芯内,这样可以大大地减小变换器的体积。

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( 发表人:陈翠 )

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