同步整流技术

同步整流技术简介 1 概述 近年来，为了适应微处理器的发展，模块电源的发展呈现两个明显的发展趋势：低压和快速动态响应，在过去的 10 年中，模块电源大大改善了分布式供电系统的面貌。即使是在对成本敏感器件如线路卡，单板安装，模块电源也提供了诱人的解决方案。然而，高速处理器持续降低的工作电压需要一个全新的，适应未来的电压方案，尤其考虑到肖特级二极管整流模块不能令人满意的效率。同步整流电路正是为了适应低压输出要求应运而生的。由于一般的肖特基二极管的正向压降为 0.3V 以上，在低压输出时模块的效率就不能做的很高，有资料表明采用肖特基二极管的隔离式 DC-DC 模块电源的效率可以按照下式进行估算： 我们假设采用0.4V 的肖特基整流二极管，印制板的线路损耗为 0.1V，则1.8V 的模块最大的估算效率为 72%。这意味着28%的能量被模块内部损耗了。其中由于二极管导通压降造成的损耗占了约15%。随着半导体工艺的发展，低压功率 MOS 管的的有着越来越小的通态电阻，越来越低的开关损耗，现在 IR 公司最新的技术可以制作 30V/2.5mΩ 的 MOS 管，在电流为 15A 时，导通压降为 0.0375，比采用肖特基二极管低了一个数量级。所以近年来对同步整流电路的研究已经引起了人们的极大关注。在中大功率低压输出的 DC-DC 变换器的产品开发中，采用低压功率 MOSFET 替代肖特基二极管的方案得到了广泛的认同。今天，采用同步整流技术的 ON-BOARD 模块已经广泛应用于通讯的所有领域。 2 同步整流电路的工作原理 C1V T1V T2V T3C2D RVT1L1V D 3V D 2V IN +V IN -V O U T-V O U T+ 整流管导通压降损耗—印制板的线路损耗—原边和控制电路损耗—fcutoufcutouou tou tVVVVVVVV1.0)1.0(图1 采用同步整流的正激电路示意图(无复位绕组) 同步整流电路与普通整流电路的区别在于它采用了MOS 管代替二极管，而MOS 管是它驱的开关器件，必须采用一定的方式控制MOS 管的开关。同步整流电路中功率 MOS管的驱动方式主要有两种：自驱动和它驱动。它驱动的方式与普通MOS 管的驱动方式相同，通过控制电路控制整流和续流MOS 管的栅源电压实现同步开关的目的。而自驱动一般应用于隔离式的变换器中，下面举个个例子说明上图是同步整流电路在正激电路中应用的实例，从图中可以看出，整流管VT3 和续流管VT2 的驱动电压从变压器的副边绕组取出，加在MOS 管的栅 G 和漏 D 之间，如果在独...