同步整流
同步整流技术已经成为现代开关电源技术的标志。
凡是高水平开关电源,必定有同步整流技术。
在使用面上早已不再局限于5V、3.3V、2.5V这些低输出电压领域,现在上至12V,15V,19V至24V以下输出,几乎都在使用同步整流技术。
下面介绍和分析各种同步整流技术的优点、缺点及实现方法。
一、自驱动同步整流
这里给出反激、正激及推挽三种电路的同步整流电路。
在正常输入电压值附近工作时,效果十分明显,在高端时,效率变坏而且容易损坏MOSFET。
其电路如图1所示。
输出电压小于5V时才适用。
图1. 反激、正激、推挽电路的自偏置同步整流电路
二、辅助绕组驱动的同步整流
为了防止高端输入时同步整流的MOSFET栅极上的电压过高,改用从二次侧绕组中增加驱动绕组的方式。
该方式可以有效地调节驱动同步整流的MOSFET的栅压,使它在MOSFET
栅压的合理区域,从而保护了MOSFET,提高了电源的可靠性,此外也将输出电压从5V扩展到24V。
其工作原理如图2所示。
图2辅助绕组驱动的同步整流电路
三、控制IC方式的同步整流
为提高驱动同步整流MOSFET的效果,从而设计了各种模式的同步整流的控制驱动IC,也取得了不少成果,它将同步整流MOSFET的栅压调至最佳状态。
将其开启关断也提高了时控精度,其主要的不足在于MOSFET的源极必须接地,这会加大地线上的开关噪声,并传输至电源输出端。
此外其开关时序由自身输出脉冲给出,所以同步整流MOSFET的开启关断通常为硬开关,其时间会与初级侧主开关有些时间差,因此输出电压大体控制在20V以下,ST 公司推出的STSR2、STSR3,以及线性技术公司的LTC3900和LTC3901即是此种控制方式的代
表作品。
图3和图4给出其应用电路图。
图3 STSR2,STSR3驱动同步整流的电路
图4 LTC3900和LTC3901驱动的同步整流电路
四、ZVS、ZCS同步整流
该种方式诞生于2002年5月,在全桥或半桥电路中,PWM 输出的信号经信号变压器或高速光耦传递至二次侧,再经过RC网络积分后,经过MOSFET驱动器去驱动同步整流的MOSFET,驱动信号的脉冲宽度几乎不变,保持各50%的占空比,而当DC/DC系统输出电压稳压,一次脉宽调宽以后,二次侧同步整流MOSFET 即工作于ZVS、ZCS条件之下。
因为此时同步整流MOSFET开启时,变压器二次侧绕组电压为零,电流也为零”当二次侧绕组产生电压时,同步整流MOSFET己经导通作好整流准备,开启抿耗为零,整个损耗只有导通损耗。
当二次侧绕组的电压回零时,同步整流MOSFET还处在导通状态,而当同步整流MOSFET关断
信号来临时其源漏电压已经为零,也无电流流过,MOSFET 在ZVS、ZCS条件下关断。
图5为ZVS、ZCS 同步整流控制电路的原理图,而图6是波形图。
图5 ZVS、ZCS同步整流控制电路原理图
图6ZVS、ZCS同步整流控制电路波形图
如果PWM控制IC放置于二次侧,那么这种控制方法更容易实现,由一个同步触发器加上驱动器就做到了。
遗憾的是该方法只适用于全对称电路模式。
那么对正激电路及全桥移相电路如何处理呢?人们总有办法解决的。
五、正激电路的ZVS、ZCS 方式同步整流
从对称式同步整流效果来看,它实现了>95%的转换效率(5 V、40A、200W)。
对单管正激或双管正激人们则采取了ZVS方式,控制信号可以来自三次侧也可以来自一次侧。
ZVS正
激电路的同步整流原理电路如图7所示,V2为整流MOSFET(forword),V3为回流续流MOSFET (freewheel)。
IC2为同步整流控制IC,而IC1为一次侧控制 IC,它通过信号变换器给出同步信号。
同步信号传邋至同步整流控制IC中,驱动整流MOSFET的同步脉冲延迟一点时间,此时间内让整流MOSFET的体二极管先行导通,而当驱动脉冲到达MOSFET栅极时,其源漏电压已具有1 V,可以认为是ZVS开启,让MOSFET体二极管导流时间越短越好,等到二次侧绕缀反向后9关断整流MOSFET,消除体二极管反向恢复时间造成的损耗。
回流MOSFET的开启采用与整流MOSFET 相同的办法,即将驱动脉冲信号延迟,也令其在1V电压下开启,而关断则采用从回流, MOSFET源漏采样的方法,当认为其电流己为零时,即将回流MOSFET关断,所以其为ZCS关断。
此外,为了减小回流MOSFET的体二极管导通时间,在整个回流时段内都给出驱动脉冲。
采用这样的方法处理后,开关损耗虽然比对称方式的ZVS, ZCS要大,但效率也有很大提高,特别是同步整流MOSFET的体二极管,如果是怏速恢复型侧效果更佳。
线性技术公司的LTC3900、美信公司的MAX5058及MAX5059 FF是最新的控制IC。
图8给出其工作波形,我们可以仔细注意其时间差。
图7 ZVS正激电路的同步整流原理电路
图8 ZVS正激电路同步整流工作波形图
正激式电路的同步整流目前研制出一种预检测MOSFET开关状态,通过调节下一周期MOSFET 的开关延迟时间来达到近乎零电压开关状态,从而大幅度提高同步整流的效率。
该技术是正激电路同步整流的大突破,它是用控制IC来实现的。
图9是预检测栅驱动技术正激同步整流原理电路,图10给出波形图。
图9 预检测栅驱动披术正激同步整流原理电路
图10 预检测栅驱动技术正激同步整流工作波型
六、完全一次控制的同步整流电路
(1)、一次全桥移相,二次同步整流电路
图11给出采用UCC3895 PWM IC的一次全桥移相ZVS,二次倍流同步整流工作电路。
图11 一次全桥移相ZVS,二次倍流同步整流
(2)、一次硬开关,二次同步整流电路
图12 10给出LTC3723 PWM IC的一次推挽硬开关,二次ZVS、ZCS 同步整流控制的工作电路。
图12 一次推挽硬开关,二次ZVS、ZCS同步整流控制的工作电路(3)、一次正激硬开关,二次ZVS、ZCS 同步整流电路
图13给出SC4910控制二次侧同步整流电路,调节两个同步驱动的延迟时间即可得到如
此效果。
图13 SC4910控制的二次侧同步整流
从上述的介绍,我们可以看出近凡年来同步整流技术的飞速发展。
DC/DC设计师应该
选择合适的同步整流控制方法提高产品水平。
同步整流管尖峰电压
同步整流管尖峰电压摘要:1.概述同步整流管尖峰电压2.同步整流管尖峰电压的产生原因3.同步整流管尖峰电压的影响4.降低同步整流管尖峰电压的方法正文:一、概述同步整流管尖峰电压同步整流管尖峰电压是指在电子设备中,特别是在通信设备、雷达和电子对抗系统等领域,同步整流管产生的一种高电压脉冲。
这种电压脉冲具有很高的峰值,对电路和元器件造成很大的威胁。
因此,了解同步整流管尖峰电压的特点和影响,以及采取有效措施降低其危害,具有重要的实际意义。
二、同步整流管尖峰电压的产生原因同步整流管尖峰电压的产生主要与整流管的工作原理和电路拓扑有关。
在同步整流电路中,整流管在开关状态下工作,当开关管关闭时,整流管中的电流突然截止,导致电感元件中的磁场能量无法及时释放,从而在整流管两端产生很高的尖峰电压。
三、同步整流管尖峰电压的影响同步整流管尖峰电压对电路和元器件具有很大的危害,主要表现在以下几个方面:1.影响电子设备的可靠性和稳定性。
高电压脉冲可能导致元器件过早失效,降低设备的使用寿命。
2.对信号传输造成干扰。
尖峰电压可能引起电磁干扰,影响信号传输质量和通信系统的稳定性。
3.导致设备过热。
尖峰电压产生的高功率会导致设备局部过热,影响设备的性能和寿命。
四、降低同步整流管尖峰电压的方法针对同步整流管尖峰电压的危害,可以采取以下措施降低其影响:1.选用具有抗干扰能力的元器件。
采用具有抗干扰能力的元器件,可以降低尖峰电压对电路的干扰,提高设备的可靠性。
2.优化电路拓扑。
通过调整电路拓扑,减小电感元件的电流变化速率,从而降低尖峰电压的峰值。
3.采用滤波器技术。
滤波器可以有效地抑制尖峰电压脉冲,减小其对电路的干扰。
4.采用屏蔽技术。
对敏感元件和电路采用屏蔽技术,可以降低尖峰电压对信号传输的干扰。
同步整流升压电路
同步整流升压电路1. 引言同步整流升压电路是一种常见的电路拓扑结构,用于将低电压直流电源转换为更高电压的直流电源。
它主要由同步整流器和升压变换器两个部分组成。
本文将介绍同步整流升压电路的原理、工作方式、优缺点以及应用领域。
2. 原理同步整流升压电路的原理基于功率转换的概念。
当输入电压小于输出电压时,通过合适的电路拓扑结构和控制策略,可以实现电压升压的目的。
同步整流器通过控制开关管的导通和截止,将输入电压有效地传递到输出端,实现整流功能。
而升压变换器则通过变换器的变比关系,将输入电压升压到所需的输出电压。
3. 工作方式同步整流升压电路的工作方式可以分为两个阶段:整流阶段和升压阶段。
3.1 整流阶段在整流阶段,输入电压经过同步整流器的控制,使得开关管在合适的时刻导通,将电流传递到输出端。
同时,在开关管截止的时候,通过电感储能元件提供能量,保持电流的连续性。
整流阶段的主要目的是将输入电压整流为直流电压,并将能量储存在电感中。
3.2 升压阶段在升压阶段,通过升压变换器将储存在电感中的能量转换为所需的输出电压。
升压变换器根据变压器的变比关系,实现电压的升压功能。
升压阶段的主要目的是将输入电压升压到所需的输出电压,并保持输出电流的稳定。
4. 优缺点同步整流升压电路具有以下优点:•高效率:通过合理的电路设计和控制策略,可以实现高效率的能量转换,减少能量损耗。
•稳定性好:同步整流升压电路可以通过反馈控制实现输出电压和电流的稳定性,适用于对电压和电流要求较高的应用场景。
•体积小:同步整流升压电路可以通过集成化设计,减小电路元件的体积,适用于空间有限的应用场景。
然而,同步整流升压电路也存在一些缺点:•设计复杂:同步整流升压电路的设计需要考虑整流器和升压变换器的匹配性,以及控制策略的选择,增加了设计的复杂度。
•成本较高:由于需要使用高性能的开关管和电感元件,以及复杂的控制电路,同步整流升压电路的成本相对较高。
5. 应用领域同步整流升压电路广泛应用于各个领域,特别是以下几个方面:•电力系统:同步整流升压电路可以用于电力系统中的直流输电和直流供电,提高能量传输的效率和稳定性。
同步整流降压恒流
同步整流降压恒流
先说说这个“同步整流”。
想象一下,电流就像一群调皮的小朋友,在电路这个大游乐场里跑来跑去。
传统的整流方式呢,就像是安排了一些不太灵活的管理员,在引导小朋友们排队的时候,自己还会消耗一些精力,也就是会有一定的损耗。
而同步整流就不一样啦,它就像是一群特别聪明、反应超快的管理员,能和小朋友们配合得特别默契,让电流顺畅地通过,大大减少了能量的损耗。
这就好比是给电路这个游乐场提高了效率,让大家都能更开心地玩耍,同时还能节省不少力气呢!
再讲讲“降压”。
这就好比是给水流装了个水龙头,咱们可以根据需要来调节水的压力大小。
在电路里,有时候电压太高了可不行,就像水压太大容易把水管撑破一样,高电压可能会损坏咱们的电子设备。
所以呢,降压就是为了让电压变得合适,就像把水龙头拧到合适的位置,让水流刚刚好,既能满足我们用水的需求,又不会造成什么破坏。
最后这个“恒流”,那可是个很贴心的设计哦。
恒流就像是一个严格又公正的老师,不管外界环境怎么变化,它都能保证电流始终保持在一个稳定的数值上。
比如说,咱们的电子设备在工作的时候,可能会受到温度、负载等各种因素的影响,就像小朋友们在不同的天气和环境下玩耍,状态可能会有所变化。
但是有了恒流这个“老师”在,电流就不会一会儿大一会儿小,而是稳稳当当的,这样电子设备就能更稳定、更可靠地工作啦。
同步整流及 llc 死区时间
同步整流及 LLC 死区时间目录1. 同步整流概述2. LLC 调制技术简介3. 死区时间的重要性4. 提高死区时间的方法5. 结语1. 同步整流概述同步整流是一种用于直流电源系统中的电路,它的作用是将交流输入电压转换为直流电压输出。
这种电路通常用于电力电子设备中,例如变流器、逆变器等,也被广泛应用于新能源领域,如光伏发电系统、风力发电系统等。
同步整流电路的性能对整个系统的效率和稳定性具有非常重要的影响。
2. LLC 调制技术简介LLC 调制(LLC Resonant Converter)是一种高效率、高性能的拓扑结构,常用于电源转换器中。
它由电感、电容和开关器件组成,能够在较高的频率下工作,因此具有较高的功率密度和转换效率。
LLC 调制技术在大功率电源领域得到了广泛的应用,尤其在高性能服务器、通信设备、工业设备等方面发挥了重要作用。
3. 死区时间的重要性在同步整流及 LLC 调制电路中,死区时间是一个至关重要的参数。
它指的是两个开关器件同时导通或关断时的时间间隔,这个间隔时间是为了避免在交流电源转换到直流电压时引起破坏性的电流冲击。
如果死区时间设置不合理,就容易导致开关器件同时导通或关断,造成开关器件损坏或系统性能下降。
合理设置死区时间对于同步整流及 LLC 拓扑电路的稳定工作至关重要。
4. 提高死区时间的方法为了提高死区时间的准确性和稳定性,工程师们提出了一系列方法和技术。
采用精准的时间控制器和逻辑电路可以确保死区时间的精确控制,以满足不同工况下的要求。
采用智能的控制算法,结合实时反馈的信息,可以动态调整死区时间,适应不同的工作环境。
采用高性能的开关器件或者增加并联开关器件的方式,也可以有效降低死区时间的影响,提高系统的稳定性和可靠性。
5. 结语同步整流及 LLC 调制技术在电力电子领域有着广泛应用和发展前景,而死区时间作为关键参数之一,对于整个系统的性能和稳定性具有重要影响。
随着技术的不断进步和创新,相信工程师们会提出更多更优秀的方法和技术,进一步提高死区时间的准确性和稳定性,为同步整流及 LLC 调制电路的性能提升和系统可靠性保障提供更好的保障。
同步和异步整流
同步和异步整流同步和异步整流是电子学中常用的两种整流方式。
它们在电路设计和电源管理中起着重要的作用。
本文将详细介绍同步整流和异步整流的原理、特点和应用。
一、同步整流同步整流是一种将交流信号转换为直流信号的方法。
它通过与输入信号同步的开关元件来实现。
在同步整流电路中,开关元件通常是MOSFET或IGBT。
当输入信号为正半周时,开关元件导通,允许电流流过;当输入信号为负半周时,开关元件关闭,阻止电流流动。
通过这种方式,同步整流电路可以将交流信号转换为纯净的直流信号。
同步整流的主要特点是效率高、纹波小。
由于开关元件与输入信号同步工作,所以能够最大限度地减小功率损耗。
此外,同步整流电路还能有效地降低输出纹波电压,提高整流效果。
因此,同步整流广泛应用于高效率电源、电动汽车充电器等领域。
二、异步整流异步整流是另一种常见的整流方式。
它通过二极管来实现信号的转换。
在异步整流电路中,二极管充当开关元件的角色。
当输入信号为正半周时,二极管导通,允许电流流过;当输入信号为负半周时,二极管截止,阻止电流流动。
通过这种方式,异步整流电路可以将交流信号转换为直流信号。
异步整流的主要特点是简单、成本低。
由于使用的是二极管作为开关元件,所以电路结构相对简单,成本较低。
然而,异步整流的效率较低,纹波较大。
由于二极管的导通特性,异步整流电路存在较大的导通压降和反向恢复时间,导致效率下降,输出纹波电压较大。
因此,异步整流主要应用于一些对效率要求不高、成本敏感的场合。
三、同步整流与异步整流的比较同步整流和异步整流是两种不同的整流方式,它们在效率、纹波、成本等方面存在差异。
同步整流具有高效率、低纹波的特点,适用于对效率和纹波要求较高的场合。
而异步整流则具有简单、低成本的特点,适用于对成本要求较高的场合。
在实际应用中,选择同步整流还是异步整流需要根据具体的需求来决定。
如果对效率和纹波要求较高,可以选择同步整流;如果对成本要求较高,可以选择异步整流。
同步整流和全桥整流
同步整流和全桥整流一、同步整流技术同步整流是一种利用电子方式控制直流输出的技术,常用于电源供应器、适配器等设备中。
其基本原理是利用控制芯片或微处理器,根据负载电流或电压的变化,调整整流管的导通状态,从而控制输出电压和电流。
同步整流技术具有以下优点:1.效率高:由于整流管采用电子方式控制,因此可以减小整流损耗,提高电源效率。
2.体积小:由于采用小型电子元件,因此可以减小电源体积,便于携带。
3.稳定性好:由于采用电子控制方式,因此可以减小因负载变化引起的电压波动,提高电源稳定性。
二、全桥整流电路全桥整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路,主要由四个二极管组成,具有较高的转换效率和稳定性。
全桥整流电路的工作原理是将输入的交流电通过四个二极管进行整流,将交流电的正半周和负半周分别整流为直流电输出。
由于全桥整流电路中采用了四个二极管,因此可以对输入的交流电进行全面的整流,使得输出直流电的电压和电流更加稳定。
全桥整流电路具有以下优点:1.转换效率高:由于采用了四个二极管进行整流,因此转换效率较高。
2.稳定性好:由于对输入的交流电进行了全面的整流,因此输出直流电的电压和电流更加稳定。
3.适用范围广:全桥整流电路可以适用于各种不同的输入交流电压和电流,具有较广的应用范围。
三、整流管选择在选择整流管时,需要考虑以下几个因素:1.额定电压:根据电路的最高电压选择合适的额定电压。
选择过高可能导致整流管烧毁,选择过低则可能无法满足电路需求。
2.额定电流:根据电路的最大电流选择合适的额定电流。
选择过小可能导致整流管烧毁,选择过大则可能影响效率。
3.反向恢复时间:在选择快恢复二极管时需要考虑反向恢复时间。
较短的恢复时间可以减小开关损耗并提高效率。
4.导通压降:导通压降小的整流管具有较高的效率,适用于对效率要求较高的场合。
5.封装和热性能:根据实际应用需求选择合适的封装和热性能良好的整流管。
四、整流电路调试在安装和调试整流电路时,需要注意以下几点:1.检查输入和输出电压是否符合要求,是否在安全范围内。
llc同步整流的工作原理
llc同步整流的工作原理LLC同步整流是一种常见的电力电子转换器拓扑结构,广泛应用于直流电源、变频器、UPS等领域。
它具有高效率、高可靠性、低失真等优点,被广泛应用于工业控制、电力系统等领域。
本文将介绍LLC同步整流的工作原理及其特点。
LLC同步整流器由LLC谐振转换器和输出整流器两部分组成。
LLC 谐振转换器由电容C、电感L和谐振电路组成,用于将输入电源电压变换为LLC谐振电路的谐振电压。
输出整流器由MOSFET等功率开关器件和输出电感组成,用于将LLC谐振电路输出的谐振电压整流为直流电压。
LLC同步整流的工作原理如下:首先,当输入电源施加在谐振电路上时,电容C开始充电,同时电感L开始储能。
当谐振电路的谐振电压达到谐振点时,谐振电容和电感之间的能量开始交换,形成谐振振荡。
此时,MOSFET开关器件打开,将谐振电路的能量传递给输出电感。
当MOSFET开关器件关闭时,输出电感的能量开始传递给输出负载。
由于LLC谐振电路具有谐振特性,能量传递过程中存在零电压开关,即谐振电路的电压为零。
这使得能量传递更加高效,减小了开关器件的开关损耗。
LLC同步整流器还采用了同步整流技术,即在输出整流器中使用功率开关器件,使其能够根据输出电流的极性进行开关控制。
这样可以避免传统整流器中普遍存在的反向恢复损耗。
同步整流技术能够提高整流效率,减小功率开关器件的开关损耗。
LLC同步整流器具有以下特点:1. 高效率:LLC同步整流器采用谐振电路和同步整流技术,能够提高能量传递效率,降低功率损耗,从而提高整流器的效率。
2. 高可靠性:LLC同步整流器采用MOSFET等功率开关器件,具有较高的可靠性和耐久性。
同时,谐振电路具有谐振特性,能够减小电压和电流的谐波含量,降低电力系统的失真。
3. 低失真:LLC同步整流器具有谐振特性,能够减小电压和电流的谐波含量,降低电力系统的失真。
这对于对电压和电流波形要求较高的应用场合尤为重要。
4. 宽工作范围:LLC同步整流器能够适应不同的输入电压和负载变化,具有较宽的工作范围。
mos管同步整流电路
mos管同步整流电路mos管同步整流电路是一种常用的电子电路,用于将交流电转换为直流电。
它由一组MOS管和其他电子元件组成,能够有效地实现电能的转换和传输。
本文将详细介绍mos管同步整流电路的工作原理、特点和应用。
mos管同步整流电路的工作原理是利用mos管的导通和截止特性,将交流电转换为直流电。
在mos管同步整流电路中,有两个mos 管分别作为同步开关和反向恢复二极管。
当交流电输入时,同步开关mos管根据控制信号的变化,通过不断开关来调整电流的通断,实现交流电的整流。
反向恢复二极管则用于提供一个低阻抗的通路,使得电流可以顺利流过。
mos管同步整流电路具有一些特点。
首先,它具有高效率和高可靠性。
由于mos管的导通和截止速度快,能够快速响应控制信号,从而减少能量损耗。
其次,它具有较低的电压波动和电流波动。
mos 管同步整流电路能够有效地滤除交流电的高频噪声和波动,输出的直流电电压和电流较为稳定。
此外,mos管同步整流电路还具有体积小、重量轻、结构简单等优点。
mos管同步整流电路在实际应用中有着广泛的应用。
首先,它常用于电源供电系统中,用于将交流电转换为直流电,为其他电子元件提供稳定的电源。
其次,它还可用于电动车、太阳能发电系统等领域,实现对电能的有效管理和利用。
此外,mos管同步整流电路还可用于电动机驱动、照明系统、通信设备等领域。
mos管同步整流电路是一种常用的电子电路,能够将交流电转换为直流电。
它具有高效率、高可靠性、低波动等特点,广泛应用于电源供电系统、电动车、太阳能发电系统等领域。
通过合理设计和控制,mos管同步整流电路能够实现对电能的有效管理和利用,为人们的生活和工作带来便利和效益。
同步整流控制芯片
同步整流控制芯片
同步整流控制芯片是一种在直流-直流转换中应用的集成电路,它主要用于将交流电源转换为稳定的直流电源输出。
下面将对同步整流控制芯片进行详细的解析和介绍。
同步整流控制芯片的工作原理是通过采用开关功率器件和驱动电路,实现对输入交流电压的整流和过滤,从而得到稳定的直流电压输出。
它具有高效率、低功耗、高压降容量、稳定性好等优点。
同步整流控制芯片的核心是开关频率:其通过控制开关频率,可以实现输入交流电源变频后整流并输出。
常见的开关频率有几十kHz到几百kHz不等,这样可以提高整流器的效率,并
减小开关损耗。
同步整流控制芯片的基本功能包括:开关驱动控制、电流检测、保护与反馈控制等。
其中,开关驱动控制是控制整流器的主要功能,它负责对开关管进行控制,使输入的交流电源按照一定的规律进行开关,从而实现整流和滤波。
电流检测是为了监测整流输出电流的大小,以便实现电流限制和过流保护。
保护与反馈控制则是为了保护整流器的正常工作和稳定性。
同步整流控制芯片的应用范围很广泛,可以用于交流变直流的电源适配器、电脑电源、充电器、LED驱动器、电动车充电
器等领域。
它们在电子产品中的应用越来越普遍,因为它们可以提供高效、稳定和可靠的直流电源,同时又具有体积小、重量轻、成本低等优点。
总之,同步整流控制芯片是一种重要的集成电路,它可以将交流电源转换为直流电源输出,具有高效、稳定和可靠的特点,广泛应用于各种电子产品中。
随着科技的不断发展,同步整流控制芯片的功能和性能也将不断提升,为电子产品的发展提供更为强大的支持。
同步整流
同步整流的基本工作原理图1(a)所示为N沟道功率MOS管构成的同步整流管SR和SBD整流二极管的电路图形符号,整流二极管有两个极:即阳极A和阴极K。
功率MOS管有三个极:即漏极D、源极S和门极G。
在用做同步整流管时,将功率MOS管反接使用,即源极S接电源正端,相当于二极管的阳极A;漏极D接电压负端,相当于二极管的阴极K;当功率MOS管在门极G信号的作用下导通时,电流电源极S流向漏极D。
而功率MOS管作为开关使用时,漏极D接电源正端,源极S接电压负端;导通时,相当于开关闭合,电流由漏极D流向源极S。
图1 同步整流管和整流二极管同步整流管SR及整流二极管构成的半波整流电路如图1(b)所示。
当SR的门极驱动电压ug,与正弦波电源电压仍同步变化时,则负载R上得到的是与二极管整流电路相同的半波正弦波电压波形1fR。
同步整流管的源一漏极之间有寄生的体二极管,还有输出结电容(未画出),驱动信号加在门极和源极(G-S)之间,是一种可控的开关器件。
皿关断时,电流仍然可以由体二极管流通。
不过m体二极管的正向导通压降和反向恢复时间都比SBD大得多,因此,一旦电流流过SR的体二极管,则整流损耗将明显增加。
由于同步整流是由可控的三端半导体开关器件来实现的,因此必须要有符合一定时序关系的门极驱动信号去控制它,使其像一个二极管一样地导通和关断。
驱动方法对银的整体性能影响很大,因此,门极驱动信号往往是设计同步整流电路时必须要解决的首要问题。
例如,SR开通过早或关断过晚,都可能造成短路,而开通过晚或关断过早又可能使SR的体二极管导通,使整流损耗和器件应力增大。
综上所述,当功率MOS管反接时可以作为SR使用,其特点如下:(1)SR是一个可控的三极开关器件,在门极和源极之间加人驱动信号时,可以控制功率MOS管源极S和漏极D之间的通/断。
(2)门极驱动信号和源极电压同步,如源极为高电平时,驱动信号也是高电平则MOS管导通;反之,源极为低电平时,驱动信号也是低电平,则MOS管关断;这样就自然实现了整流,而且电流也只能由源极s流向漏极D。
