一、概述同步整流技術(shù)
在電力轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，隔離式轉(zhuǎn)換器經(jīng)常配備低直流輸出電壓，其核心整流器多采用MOSFET。由于這些設(shè)備具備較低的通電損耗，它們能顯著提高能效，因此越來越多地被引入到各種應(yīng)用中。為實(shí)現(xiàn)高效率的電路設(shè)計(jì)，對同步整流器（SR）進(jìn)行精確控制是關(guān)鍵。該技術(shù)通過取代傳統(tǒng)二極管，并采用特定的驅(qū)動(dòng)策略，通常依賴PWM控制信號來調(diào)整開關(guān)電路的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高效整流。
二、同步整流中的功率MOS管應(yīng)用
在同步整流應(yīng)用中，功率MOS管不僅僅是快速恢復(fù)二極管的替代品，更是整流功能的執(zhí)行者。它們通過極低的導(dǎo)通電阻來降低能量消耗，從而提升系統(tǒng)效率。與此同時(shí)，主開關(guān)管雖然也使用功率MOS管，但二者在功能上存在本質(zhì)差異。例如，主開關(guān)MOS管需要快速切換以減少開關(guān)時(shí)的能量損耗，而同步整流所用MOS管則強(qiáng)調(diào)低導(dǎo)通電阻和高效的開關(guān)特性，以優(yōu)化整體性能。
三、同步整流的電路設(shè)計(jì)原理
通過采用特殊設(shè)計(jì)的功率MOSFET代替?zhèn)鹘y(tǒng)整流二極管，同步整流技術(shù)有效減少了整流過程中的損耗，并極大提升了DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率。這種技術(shù)通過消除肖特基勢壘電壓所造成的死區(qū)，確保電壓轉(zhuǎn)換過程中的連續(xù)性和穩(wěn)定性。功率MOSFET的線性伏安特性保證了其在通電狀態(tài)下的高效表現(xiàn)，其柵極電壓的精確控制是實(shí)現(xiàn)同步整流的關(guān)鍵。
四、開關(guān)電源損耗的研究
開關(guān)電源中的損耗主要來源于三個(gè)部分：電源開關(guān)管、高頻變壓器和輸出整流管。特別是在低電壓和高電流輸出條件下，整流二極管的高導(dǎo)通壓降特性導(dǎo)致輸出整流管損耗增加，成為損耗的主要來源。即使采用具有低導(dǎo)通壓降的肖特基二極管（SBD），也無法完全避免0.6V左右的電壓損失，這進(jìn)一步影響了系統(tǒng)的功率效率。
五、同步整流的驅(qū)動(dòng)技術(shù)
同步整流的驅(qū)動(dòng)方法可以分為外部驅(qū)動(dòng)、自驅(qū)動(dòng)和半自動(dòng)驅(qū)動(dòng)三種類型。外部驅(qū)動(dòng)雖然提供了高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)波形和便于調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，但其復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)和高成本使其在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。自驅(qū)動(dòng)方法則直接利用變壓器次級繞組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其簡單、低成本和良好的自適應(yīng)性使其在市場上獲得了廣泛應(yīng)用。半自動(dòng)驅(qū)動(dòng)方法結(jié)合了變壓器信號和獨(dú)立外部驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)勢，提供了更高的靈活性和精確控制，適合于對驅(qū)動(dòng)性能要求更高的應(yīng)用場景。
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