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关于开关电源的同步整流技术

发布于 2011-11-02 13:31:26 浏览：4361 订阅该版

_自从20世纪90年代末期同步整流技术诞生以后，它给开关电源效率的提升做出了重要贡献。当前采用IC控制技术的同步整流方案已经为研发工程师普遍接受。新上市的高中档开关电源几乎没有不采用同步整流技术的作品。现在的同步整流技术都在努力地实现ZVS 及ZCS方式的同步整流。自从2002年美国银河公司发表了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛应用。这种方式的同步整流技术巧妙地将副边驱动同步整流的脉冲信号与原边PWM脉冲信号联动起来，其上升沿超前于原边PWM脉冲信号的上升沿，而下降沿滞后的方法实现了同步整流MOSFET的ZVS方式工作。最新问世的双输出式PWM控制IC 几乎都在控制逻辑内增加了对副边实现ZVS同步整流的控制端子。例如凌特公司(Linear-Tech)的LTC3722，LTC3723，英特塞尔(INTERSIL)公司的ISL6752 等。这些IC不仅解决好初级侧功率MOSFET的软开关，而且重点解决好副边的ZVS方式的同步整流。用这几款IC 制作的DCDC 变换器，总的转换效率都达到了94%以上。在非对称的[开关电源](http://www.china-sunway.net/)__电路拓扑中，特别是对于性能良好的正激电路或正激有源箝位电路，在副边的同步整流中，为了实现ZVS方式的同步整流，消除MOSFET体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗，德州仪器公司最新的专利技术“预检测栅驱动技术”在控制芯片中增加了大量的数字控制技术，正激电路同步整流的控制芯片UCC27228的诞生使正激电路的效率达到了前所未有的高效率。再配合好原边的有源箝位技术之后，使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZVS方式工作，又解决了磁芯复位及能量回馈，减轻了功率MOSFET的电压应力，还做到了副边的ZVS 最佳状态的同步整流，综合使用这两项技术的中小功率的DCDC变换器，其效率都在94%以上，功率密度也都能达到每立方英寸200W以上_。
　   _现代电力电子技术，控制功率变换装置中功率开关晶体管导通和关断的时间比率，实现输入和输出形态转变的电路模式都称为开关型变换器电路。DC-DC变换器是开关电源的核心组成部份，常用的正激式和反激式电路拓朴。因为结构简单、输入和输出电气隔离、使用元器件较少等优点，在中小功率电源的[工业设计](http://www.vimdesign.com/)__中广泛应用。正激式变换器与反激式相比，变压器铜损较低，副边纹波电压和电流的衰减显著，因此，更适用在低压，大电流的场合下应用。常规 正 激 式变换器的功率处理电路只有一级，存在MOSFET功率开关电压应力大，特别是当二次侧采用自偏置同步整流方式，输入电压变化范围较宽，如输入电压为75V时，存在栅极偏置电压过高，甚至有可能因栅压太高而损坏同步整流MOSFET的危险。而且当输出电流较大时，输出电感上的损耗将大大增加，严重地影响了效率的提升。使用交叉级联正激式同步整流变换电路，不但输出滤波电感线圈可省去，实现高效率、高可靠DC-DC变换器，达到最佳同步整流效果。编辑：xiaorecollect_