4.3-同步整流技术ppt课件

4.3同步整流技术4.3.1同步整流技术的基本概念.同步整流（SynchronousRectifier，SR），是指在开关电源中采用开关管代替二极管来实现整流的功能，其目的是降低整流电路的导通损耗。同步整流通常应用于电压低、电流大的开关电源中。其导通压降低，可以大大降低损耗，提高效率。因此一般采用MOSFET作为开关管。当整流电路的输出电压低至2V或者更低时，即便采用肖特基二极管作为整流器件也是不合适的，因为SBD的导通压降在0.6~0.8V之间，相反，低压功率MOSFET的导通压降却相对低得多，例如intersil公司产品型号为HUF67145P3的器件（Uds=30V，Id=75A），其导通电阻Ron=4.5mΩ，若输出电压U0=2V，负载电流I0=20A，则器件导通压降为Ut0=90mV，因此利用低压功率MOSFET作为整流器件可以提高电路效率。1•MOSFET的基本特性a)电路图形符号b)MOSFET工作特性作为同步整流管的MOSFET，一般选用N沟道（N沟道导通电阻是P沟道的一半）。整流电路中电力MOSFET的导通方向是从源极S到漏极D，2（1）单相全波整流电路（2）同步整流电路原理图1）MOSFET的栅极驱动电压必须与源极电压相位保持同步才能完成整流，故称之为同步整流；2）同步整流MOSFET工作在正向阻断而反向导通的状态，其栅压脉冲应保持𝑈𝐺𝑆=0𝑈𝑑𝑠0𝑈𝑔1𝑈𝑑𝑠0即工作在第三象限。3•4.3.2同步整流管的驱动时序(1)𝑖𝑆𝑅存在电流上升时间下降时间，可以在这个过程对MOSFET驱动；（1）开通①td(on)0，在正向电流出现前导通，会造成电路短路，损坏电路；②td(on)0，在正向电流出现以后导通，电流先流过体二极管，造成较大的导通损耗，因此希望td(on)越小越好；③td(on)=0，在正向电流出现时驱动整流管导通。4（2）关断①td(off)0，正向电流下降至0前关断，此时电流将流过体二极管，产生较大损耗；②td(off)0，正向电流下降至0后，将反向流动，直到整流管关断；③td(off)=0，正向电流下降到0时关断整流管。因此，在正向电流到达时要及时开通整流管，正向电流下降至0时要及时关断整流管。54.3.3同步整流管驱动电路分类1）双向驱动方式：同步整流管既可以正向流动，也可以反向流动；2）单向驱动方式：同步整流管只能正向电流，和二极管的功能完全一样。双向驱动方式：在U2正半周，V1导通，整流；在U2负半周，V2导通，续流。双向驱动方式6（2）单向驱动方式：需要检测整流的电流，当电流反向时，立即发出关断、信号，同步整流管关断。（1）电流检测法（2）电压检测法74.3.4同步整流双向驱动方式1驱动逻辑信号（1）带复位绕组的正激变换器当Q导通时，同步整流管SR1导通，SR2截止；当Q截止时，同步整流管SR2导通，SR1截止；驱动信号为SR1=Q，SR2=𝑄（a）带复位绕组的正激变换器（b）同步整流管的驱动逻辑信号8（2）有源箝位正激变换器主开关Q1导通、辅助开关Q2截止时，SR1导通，SR2截止；主开关Q1截止、辅助开关Q2导通时，SR1截止，SR2导通；驱动信号：SR1=Q1，SR2=𝑄1（a）有源箝位正激变换器（b）同步整流管的驱动逻辑信号9（3）反激变换器驱动信号：SR2=𝑄2（a）反激变换器（b）同步整流管的驱动逻辑信号10（4）推挽变换器（a）全波整流Q1导通，SR1导通，SR2截止；Q2导通，SR2导通，SR1截止；（b）倍流整流Q1导通，SR1导通，SR2截止；Q2导通，SR2导通，SR1截止；驱动信号：SR1=𝑄2SR2=𝑄1（a）全波整流（C）同步整流管驱动逻辑信号（b）倍流整流11（5）半桥变换器对称控制：两开关管分别在正负半周导通且导通时间相同；驱动信号：SR1=𝑄2SR2=𝑄1不对称导通：两只开光管互补导通，导通时间不相等。驱动信号：SR1=Q1SR2=Q2（a）全波整流（b）倍流整流（c）对称控制（d）不对称控制122它驱式电路主开关驱动信号由PWM经延时电路提供；同步整流管驱动信号由PWM按照各变换器的驱动信号进行处理后经延时及隔离提供；（a）同步整流它驱式电路133自驱式电路自驱动方式是指利用变换器中高频变压器的二次绕组来驱动同步整流管，不需要增加额外的电路。存在缺陷：变压器二次电压脉冲不能严格遵守驱动逻辑信号；变压器二次侧电压不恒定，太高或太低都不能直接驱动整流管。（a）同步整流管自驱动电路14