一种反激同步整流dc

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1、一种反激同步整流DC摘要：对反激同步整流在低压小电流DC－DC变换器中的应用进行了研究，介绍了主电路工作原理，几种驱动方式及其优缺点，选择出适合于自驱动同步整流的反激电路拓扑，并通过样机试验，验证了该电路的实用性。引言低压大电流DC-DC模块电源一直占模块电源市场需求的一半左右，对其相关技术的研究有着重要的应用价值。模块电源的高效率是各厂家产品的亮点，也是业界追逐的重要目标之一。同步整流可有效减少整流损耗，与适当的电路拓扑结合，可得到低成本的高效率变换器。本文针对36V-75V输入，3.3V/15A输出的二次电源模块，在分析同步整流技术的基础上，根据同步整流

2、的特点，选择出适合于自驱动同步整流的反激电路拓扑，进行了详细的电路分析和试验。反激同步整流基本的反激电路结构如图1。其工作原理：主MOSFETQ1导通时，进行电能储存，这时可把变压器看成一个电感，原边绕组电流Ip上升斜率由dIp/dt=Vs/Lp决定，磁芯不饱和，则Ip线性增加；磁芯内的磁感应强度将从Br增加到工作峰值Bm；Q1关断时，原边电流将降到零，副边整流管开通，感生电流将出现在副边；按功率恒定原则，副边安匝值与原边安匝值相等。在稳态时，开关导通期间，变压器内磁通增量△Φ应等于反激期间内的磁通变化量，即：△Φ＝VsTon/Np＝Vs'Toff/Ns从此

3、式可见，如果磁通增量相等的工作点稳定建立时，变压器原边绕组每匝的伏－秒值必然等于副边每匝绕组的伏－秒值。反激变换器的拓扑实际就是一个BUCK－BOOST组合的变换器拓扑的应用，而且如果副边采用同步整流，电路总是工作于CCM的模式下，其电压增益M＝Vo/Vs＝K·D/(1－D)(K为原副边匝数比)用PMOSFET和MOSFET替代图1中的萧特基二极管，可以实现同步整流的4种电路结构如图2和图3反激电路的开关电压波形见图4，是标准的矩形波，非常适合同步整流驱动。设计的关键点在于同步整流管的位置与驱动电路的结构配合、波形的整形限幅和死区控制。500)this.st

4、yle.ouseg(this)">onmouseg(this)"onclick=ImgClick(this)src="/d/file/2008/02-18/e7b320b22b118be68b4f6b8e80ba357b.jpg"onload=ImgLoad(this)resized="0">图1基本反激电路结构图500)this.style.ouseg(this)">onmouseg(this)"onclick=ImgClick(this)src="/d/file/2008/02-18/637e7d33adcb8c15879

5、8aee3863be1b1.jpg"onload=ImgLoad(this)resized="0">图2由NMOSFET构成的反激同步整流电路结构500)this.style.ouseg(this)">onmouseg(this)"onclick=ImgClick(this)src="/d/file/2008/02-18/54ae101d0e3c6897202a0d2334fac596.jpg"onload=ImgLoad(this)resized="0">图3由PMOSFET构成的反激同步整流电路结构500)this.style.ouseg

6、(this)">onmouseg(this)"onclick=ImgClick(this)src="/d/file/2008/02-18/36b18035b9011d22db2daa8f2904c1c9.jpg"onload=ImgLoad(this)resized="0">图4CH1－整流管实验波形/CH2－主开关实验波形500)this.style.ouseg(this)">onmouseg(this)"onclick=ImgClick(this)src="/d/file/2008/02-18/77c68ae4e475b2

7、0711328f8d2df0e6f6.jpg"onload=ImgLoad(this)resized="0">图5一种实际的外驱电路500)this.style.ouseg(this)">onmouseg(this)"onclick=ImgClick(this)src="/d/file/2008/02-18/ca1312ff79603c6f3961725fadf58924.jpg"onload=ImgLoad(this)resized="0">图6增加驱动能力的外驱电路500)this.style.ouseg(this)">onmou

8、seg(this)"onclick=ImgC