提高电路效率的常用方法【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电气工程及自动化提高电路效率的常用方法摘要：文章首先介绍了开关电源和如何提高开关电源的效率，在这基础上,再介绍同步整流技术，说明了为什么要应用同步整流技术来提高开关电源的效率及功率MOS管的特性（同步整流技术的特性与应用），大概描述了同步整流技术（SR）的研究，与传统的同步整流技术的比较及同步整流技术的应用前景。关键词：开关电源；同步整流技术；同步整流MOS管；DC/DC变换器1引言随着计算机、通信技术的发展，低压大电流开关电源越来越成为目前一个重要的研究课题。而效率问题始终是开关电源发展的一个主旋律，同步整流技术的出现，正是顺应了这发展趋势。从出现至今，国内

2、外许多著名的大公司和研究机构都不断致力于该技术的研究，为了提高效率二次电源的开发和应用提供了强大的技术基础。因此，深入分析和掌握同步整流技术特点，对于该技术的优化与发展及相关产品的开发具有十分重要的意义[1]。2如何提高开关电源效率一个开关电源是一个电路，它使用一个电源开关，电感，二极管和一个传输能量输入与输出[2]。由于开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源有显著减少，而且对整机多项指标有良好影响，因此它的应用得到了推广。但是应用面的扩大，反过来又遇到了更多问题和实际要求。例如电气额定值能否更高（如功率因数）或更低（如输出电压）[3]？以下是提高开关电源效率

3、的电路和系统方法：（1）ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）等利用谐振开关来降低开关损耗的方法。（2）运用以有源箝位电路为代表的边缘谐振（EdgeResonance）来降低开关损耗。（3）通过延展开关元件的导通时间以抑制峰值电流的方法来减少固定损耗。（4）在低电压大电流的场合通过改善同步整流电路的方法来减少固定损耗。（5）利用转换器的并联结构来减少固定损耗[4]。3提高电路功率的常用方法3.1软开关技术3随着电子技术的高速发展,开关电源已广泛应用于工业、交通、电力等领域。但常规变换器工作在硬开关方式下,开关频率不高,开关电源的效率也不理想,而软开关PWM技术的提出使变换

4、器在高频下高效率地运行成为可能。移相控制零电压开关全桥变换器就是采用软开关PWM技术,利用变压器的漏感和开关管的结电容实现开关管的零电压开关[5]。3.2同步整流技术的应用开关电源的损耗主要由3部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出，传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率及小体积的需要，成为制约DC／DC变换器提高效率的瓶颈。因此，出现了同步整流技术，整流电路的主要元件，通常用的是整流二极管（利用它的单向导电特性）[6][7]。同步整流是采用通

5、态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。它能大大提高DC/DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压[8]。同步整流器的效率取决于MOSFET整流损耗的大小,MOSFET导通电阻低、开关时间短、输入阻抗高、具有双向导电特性,成为低电压大电流功率变换器首选的整流器件。MOSFET为电压控制型器件,电压控制意味着对电场能的控制[9]。低电压大电流DC/DC变换器的发展取决于同步整流技术（SR）的研究，主要包括：（1）整流器件效率的提高。（2）驱动死区的减少。（3）有效的驱动方式。（4）动态响应的提高。（5）轻载效率的提高。（6

6、）功率密度的提高[10]。功率MOS管实际上是一个双向导电器件，其完整的漏源伏安特性应包括第一象限以及第三象限，是基本关于原点对称的，其中：第一象限表示MOSFET的正向导电特性，第三象限表示MOSFET的反向导电特性；同步整流技术正是利用了MOSFET这种双向导电特性来达到提高整流效率的目的。传统的同步整流方案基本上都是PWM型同步整流，主开关与同步整流开关的驱动信号之间必须设置二定的死区时间，以避免交叉导通，因此，同步整流MOS管就存在体二极管导通和反向恢复等问题，从而降低同步整流电路的性能[11]。4应用前景3同步整流技术符合高效节能的要求，适应新一代芯片电压的要求，有

7、着非常广阔的应用前景。但目前只有较少的公司掌握了该项技术，并且实现的成本也很高，而且还有很多应用领域未得到开拓。随着用于同步整流的MOSFET批量投入市场，专用驱动芯片的出现，以及控制技术的不断完善，同步整流将成为一种主流电源技术，逐步应用于广泛的工业生产领域[12]。5结论本文从开关电源、同步整流技术、功率MOS管等几方面，对同步整流技术进行了分析和比较，介绍了同步整流技术的基本原理及应用，这有助于更全面理解同步整流技术，为开拓同步整流技术应用的新局面提供了一个良好的理论分析平台。同步整流管的驱动控制