同步整流技术(2)
发布时间:2021-06-06
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介绍开关电源的同步整流技术
方式是通过滤波电感电流检测控制整流和续流二极管开关条件,不允许电流反向。这种设计已经有产品应用。
3.2 驱动不足和驱动过压
在图1所示的同步整流电路中,如果变压器副边电压在主功率管开通之间已经复位到零,会造成续流管驱动电压提前为零,输出滤波电感通过并联的体二极管续流,增加模块的损耗。另外最大和最小占空比的选择很关键,如果占空比选择不合适,在输入电压变化时也有可能造成整流管或续流管驱动电压不足或过压,前者会造成模块的效率低下,后者会造成模块电源的失效。所以设计时一定要仔细计算模块电源变压器的驱动电压大小,限制控制芯片的最大驱动脉宽,必要时输入采用过压和欠压保护电路,确保不发生驱动过压和欠压,同时要选用合适的电路拓扑,尽量减小开关尖峰对驱动电压的影响。如果设计指标不能满足,可采用附加的驱动电路或采用独立的驱动绕组。论文中也有人在二次电源中采用两级变换来保证同步整流电压的恒定,前一级变换采用BUCK电路进行预稳压后进行隔离降压变换。这样后一级变换的占空比固定为50%左右,增加了同步整流电路的可靠性。
3.3 不能直接并联
当采用图1所示的同步整流电路的模块直接把输出端接在一起进行并联时,相当于在模块的输出端并联了一个电压源,这样通过边压器副边绕组可以把驱动电压直接加到续流二极管的GS之间,会造成续流管的损坏和另一模块输出电压的短路。当然可以采用独立的驱动绕组解决这个问题,但这又增加了变压器设计难度,降低了变压器磁芯利用率。同时双同步整流模块直接并联也会造成模块之间的环流,增加模块的损耗。 4 同步整流电路的选择依据
虽然同步整流电路可以提高模块电源的效率,但同步整流电路的应用面还是比较窄的。采用同步整流电路的一个主要目的是提高模块的效率,当模块的效率低于采用肖特基二极管时,采用同住整流电路也就失去了意义。下面介绍同步整流电路的选择依据。
从上面的介绍我们可以看出,同步整流电路的应用只限于低压大功率输出的模块,目前主要的应用为输出电压小于等于5V的模块。原因除了轻载效率低以外,还有比较重要的一点在于功率半导体器件发展的滞后。在高压输出的应用中,仅通态压降一项指标就很难选择在额定输出电流下低于快恢复或超快恢复二极管正向压降的整流MOS管。另外在低压应用时,采用同步整流电路的应用面也有一定的局限,下面具体介绍。
首先我们考察一下用户希望的模块性能。近几年的便携式设备包括电子笔记本,计算器,远程控制器,传呼机,手提电话等,电压为1.1-1.8V,其特点是负载变化大,多