低电压大电流同步整流技术的现状及发展.docx
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1、低电压大电流同步整流技术的现状及发展:的现状及发展i技术,并对它们进行了分析比较,同时指出应用谐振和有源嵌位技术的同步整流技术、电流驱动同步整流技术是二9半导体场效应晶体管;功率损耗以及各种微处理器、IC芯片和数?信号处理器的普及应用,使低电压大电流输出变换器的研究成为十分重要的课J三极管整流,整流损耗占了变换器总损耗的一半以上,很难达到高效率。使用同步整流技术则可以较大地减少整?;类型可分为电压驱动和电流驱动。而电压驱动的同步整流器按驱动方式又可分为自驱动和外驱动两种。下面将分),少整流损耗,提高效率.不管采用那种同步整潦技术,都是通过使川低通态电阻的MOSFET替代输出侧的整流:根OSFE
2、T的模型和损耗。MoSI;ET的模型如图】所示。的损耗Pc+Rd,其中Rcha为MOSI-ET的导通沟道和表面电荷积累层形成的电阻,Rd是由MOSI-ET的JFET区和面阻外延层形J寄生电容造成的损耗与频率相关,在低频率时较小,整潦损耗主要由导通损耗决定.因此可利用MoSFET的自动苴XJ自驱动同步整流支术刍态电阻,从而减少导通损耗:但在高缴率时,并联使用MOSFET虽然可以减少导通损耗,但是在通态电阻成倍减dW会远大于减少的导通损耗。因此在使用同步整流技术时,应协调处理这两种损耗。二极管,此二极管造成的通态损耗Pd,Yd一般在IV以上,远大于MOSFET的导通压降.因此应尽M避免负载电流流过
3、寄生二极管或尽量缩短流过寄生二技术:是由变换罂中的变压器次级电压直接驱动相应的MOSFET,如图2(八)所示。这是种传统的同步整流技术,其优MOSFET的驱动电压时序不够精确,MOSFET不能在整个周期内代替二极管整流,使得负载电流流经寄生二极管的冰快耗,限制了效率的提高4。驱动同步整流技术i器的不足,提出了有源战位(ACtiVc?CIamp)技术2,如图3(八)所示。电容Ca以及控制开关S2的引入,使得户t管,从而减少f损耗.在t1.至t2时,开关S1.导通,由电源向变压器供电:在t2时刻,S1.关断,变压器原边白;到13时刻,S2导通,变压器原边通过S2向Ca继续充电直到原边电流为零,然后
4、电容开始向变压器原边放电,工生正向电压以维持电流:到t5时刻,开始卜.一周期。由图3(b)可见,变压器原边电压波形中没有出现如图2通,减少了整流损耗,较大地提高了效率。流技术H,由式(1)知MOSFET的寄生电容充放电造成的损耗与CCY2成正比。因此在高频情况下,如C1.MHz,这一损耗:4,寄生.电容引起的损耗将会很大,而使用谐振技术,用正弦波来驱动MOSFET,则可以大大减少整流损耗。使月干谐振电容CS的加入,使得Q1.的寄生电容Cgd在整个周期内与CS并联:在QI导通时CgS与CS并陕,在Q1.大庭斤有寄生电容均在一周期内与CS并联,即寄生电容被谐振电容CS“吸;盛流技术:的现状及发展J
5、正弦波能通过CS和MOSFET(Q1、Q2)的寄生电容,从而减少了同步整流器的损耗。(其中Cgd、Cgs、CdS分别方电容)。步整潦技术1FET的驱动信号需从附加的外驱动电路获得.为了实现驱动同步,附加驱动电路须由变换器主开关管的驱动信号控:极管的时间,须使次级中的两MoSFET能在一周期内均衡地轮流导通,即两个MOSFET的驱动信号的占空比为50%以达到上述要求。但为了避免两MOSFET同时导通而引起的次级短路现象,应留有一定的死区时间。虽然外业动同但它却要求附加更杂的驱动电路,而I1.会带来驱动损耗。特别在开关领率较高时,驱动电路的电杂程度和成本都I!高的变换器“倒流过自身的电流来获得MO
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