正激电源的制作及测试-同步整流技术及电路介绍

11拓展任务一同步整流技术及电路介绍一、为什么要采用同步整流？二、同步整流管的datasheet分析三、副边同步整流管的驱动技术分析与研究四、副边同步整流驱动方式22

一、为什么要采用同步整流？1、用肖特基二极管进行整流，而肖特基二极管的正向压降一般为0.3v。副边电路二极管的损耗：0.3*50=15W，而输出才90W。损耗占副边总的功率为：15/(15+90)=14.3%。因此，必须采用同步整流技术，用MOS管来替代二极管。电源输出：1.8V/50A332、同步整流技术的意义：集成电路工作电压的不断降低对其供电电源（主要是DC-DC整流模块）提出了新的要求。

1.用肖特基二极管进行整流，而肖特基二极管的正向压降一般为0.3v，若输出电压降低到2v以下，仅损耗在肖特基管的正向导通压降上的功率就相当于电源模块输出功率的10%以上。因此，要想取得较高的功率密度几乎是不可能的。

2.同步整流技术采用同步整流管来代替肖特基二极管进行输出整流，解决了因二极管正向压降引起的功率损耗问题，使得输出整流的损耗减少到最小，大大提高了低压大电流DC-DC整流模块的效率。44

二、同步整流管的datasheet分析

同步整流管与普通的功率MOS管工作原理一样，只是参数上有点差别，驱动电压也有点差别而已，具体可以参考MOS管的datasheet。

NTD4857的datasheet

IRFP460的datasheet55

同步整流技术的核心问题是同步整流管的驱动问题，根据同步整流管的驱动信号来源，可以将同步整流管的驱动方式分为外部驱动式（controllerdriven）和自驱动式（self－driven），相对于自驱动方式，外部驱动方式不仅需要额外的器件，增加电路的复杂性，提高电路的成本，而且其对于电路效率的贡献也很少，因此在实际的电路中很少采用外部驱动方法。

三、副边同步整流管的驱动技术分析与研究

在2000年的APEC上，电压驱动同步整流技术出现了很大的发展和提高，有人提出了栅极电荷保持技术(Gatechargeretention)和栅极电荷转换技术(Gatechargecommutation)技术，较好地解决了电压驱动的死区问题。下面将就两种方法进行详细的分析，并对他们应用于有源箝位同步整流正激变换器的可行性进行探讨。661.栅极电荷转换技术(Gatechargecommutation)栅极电荷转换技术的原理

该技术的电路简单，只需要一个附加的绕组，充分利用了同步整流管的门-源电容。两个二极管在此的作用是用来箝位SR门源电压。当不接这两个二极管时，SR开通时的驱动电压为附加绕组上电压的一半，关断后门源电压为相应的负值，很明显这将加大SR的驱动损耗，当接了两个二极管后，SR开通时的驱动电压为附加绕组上的电压，并且在SR关断后，门源电压箝位为-0.7左右，可以大大减少驱动损耗。这个技术有两个优点：第一，因为一个SR管门极电容的放电荷被利用来给另外一个SR管门极充电，减少了损耗；第二，当变压器附加绕组上电压为零时，两个SR管仍然能够导通。下面将分析绕组电压为零时段的工作过程。

77如图上图所示，在时刻t1之前，变压器辅助绕组电压为Vaux=V，t1时刻之后，Vaux=0必然对应Cgs1放电，对Cgs2充电，如果不考虑充放电过程中的损耗，则两个电容的充放电电荷量相等。则Vgs1=Vgs2。同理，在t3-t4时段可以得到：Vgs1=Vgs2

由此可见，在变压器绕组电压为零时段内，两个同步整流管上的电压近似等于辅助绕组电压幅值的一半，这说明只要足够的大，两个同步整流管能够同时导通，从而避免了同步整流管体二极管导通的问题。88仿真电路仿真结果：同步整流管驱动波形栅极电荷转换技术9

2.栅极电荷保持技术(Gatechargeretention)栅极电荷保持技术的原理

如图上图所示，在t1时刻以前，辅助开关管Sa是导通的，Cgs上的电荷通过辅助管Sa释放掉，开关管S上的没有驱动电压。t1时刻，辅助管关断，开关管S上出现正的驱动电压，这个电压通过二极管对Cgs充电，开关管S导通。在t2时刻，当开关管S上的驱动电压消失，(比如正激变换器中变压器磁复位结束)。此时，辅助开关管仍然处于关断状态，二极管D1由于承受反向电压而截止。开关管S导通直到t3时刻。当Sa驱动信号到来时，才截止。

应用实例：变压器绕组来驱动同步整流管21010

四、副边同步整流驱动方式

1.驱动芯片来驱动同步整流管

2.用变压器绕组来驱动同步整流管13.用变压器绕组来驱动同步整流管211

四、副边同步整流驱动方式

1.驱动芯片来驱动同步整流管

2.驱动芯片datash