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什么是同步整流

所謂的同步整流就是指，當(dāng)需要原邊往副邊傳輸能量的時(shí)候，副邊相應(yīng)的MOS管就打開，讓電流流過，反之，不需要傳輸能量的時(shí)候，MOS管則關(guān)斷，阻止電流流過。

舉例說明，在反激中，主開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)候，副邊的同步整流MOS管就打開，讓電流流過。當(dāng)主開關(guān)管打開的時(shí)候，同步整流MOS管關(guān)斷，阻止電流流過，變壓器存儲(chǔ)能量。

換言之，同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOSFET，來取代整流二極管以降低整流損耗的一項(xiàng)新技術(shù)。它能大大提高DC/DC變換器的效率并且不存在由肖特基勢壘電壓而造成的死區(qū)電壓。功率MOSFET屬于電壓控制型器件，它在導(dǎo)通時(shí)的伏安特性呈線性關(guān)系。用功率MOSFET做整流器時(shí)，要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，故稱之為同步整流。

何謂同步整流控制 

同步整流電路
                            
一個(gè)N溝道功率MOSFET管的電路圖形符號(hào)。它有三個(gè)極：D(漏極)、S(源極)和G(柵極)。D、S間有一個(gè)反并聯(lián)二極管，還有輸出結(jié)電容。功率MOSFET管作為作為開關(guān)使用時(shí),驅(qū)動(dòng)信號(hào)加在柵極和源極(GS)間,作為同步整流使用時(shí)雖然DS間仍類似一個(gè)開關(guān)管,但其驅(qū)動(dòng)方式有自驅(qū)動(dòng)和外驅(qū)動(dòng)兩種,為了實(shí)現(xiàn)同步，自驅(qū)動(dòng)同步整流MOSFET管驅(qū)動(dòng)信號(hào)加在柵極和漏極(GS)間。下面舉一個(gè)例子，說明自驅(qū)動(dòng)同整流原理。圖1表示一個(gè)正弦半被整流電路,用自驅(qū)動(dòng)同步整流（SR）代替二極管D。漏極接在變壓器輸出同名端,柵極通過電阻R1(以防CD間電壓過高)接在變壓器輸出的另一端。當(dāng)同名端為高電位時(shí)，G為低電位，SR阻斷。當(dāng)同名端為低電位時(shí)，G為高位，SR開通，于是負(fù)載Ro上得到正弦半波電壓，實(shí)現(xiàn)了整流.

圖1(a)中利用變壓器實(shí)現(xiàn)功率MOSFET管門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)與DS極間開關(guān)同步,這種整流方式稱為同步整流(SR)的原因源于此，又稱為反馳式轉(zhuǎn)換器整流方案.自驅(qū)動(dòng)方式也比較簡單而其缺點(diǎn)是：開關(guān)變換器輸出電路接入SR，門極驅(qū)動(dòng)電壓VG未必是常數(shù)，與占空比D及輸入電壓Vs’有關(guān)。當(dāng)占空比D及輸入電壓變化范圍較廣時(shí)，VG或太大，或太小，使SR損耗也增大。

用外驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)電壓VG作為開關(guān)管一樣；加在MOSFET管的柵源(GS)極間。它的缺點(diǎn)是：需要控制檢測、定時(shí)邏輯、同步變厭器、以及高速驅(qū)動(dòng)電路等，比較復(fù)雜，價(jià)格貴，開發(fā)周期長，一定程度上限制了外驅(qū)動(dòng)同步整流的廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在人們正努力改進(jìn)作為SR的功率MOSFET管的性能參數(shù)，使之適用于開關(guān)頻率為1-10MHz的DC-DC變換器的整流電路。作為SR的MOSFET管，從器件設(shè)計(jì)角度考慮，有三關(guān)鍵參數(shù)：損耗、體內(nèi)二極管恢復(fù)時(shí)間trr及擊穿電壓.
                                   
而作為AC-DC反馳式轉(zhuǎn)換器整流方案的選擇，就在于簡單的整流二極管和使用MOSFET的復(fù)雜“電流互感器”及同步整流（SR）解決方案之間(見圖1(a)所示)。從系統(tǒng)的考慮,如效率、尺寸、成本與設(shè)計(jì)的復(fù)雜性來看，意味著過去整流二極管(見圖1(b)所示)是僅用于90W-120W的中低功率系統(tǒng)而言，而如今SR技術(shù)則可用于高功率系統(tǒng)之中。

同步整流的基本原理

單端正激、隔離降壓同步整流的基本原理電路中，其中，Q1、Q2為功率MOSFET。該電路的工作原理為在次級(jí)電壓的正半周期，Q1導(dǎo)通、Q2關(guān)斷，在次級(jí)電壓的負(fù)半周期，Q2導(dǎo)通、Q1關(guān)斷。同步整流電路的功率損耗主要包括MOSFET的導(dǎo)通損耗和柵極驅(qū)動(dòng)損耗，在開關(guān)頻率低于1MHz時(shí)，以導(dǎo)通損耗為主。

圖2同步整流的基本原理圖
 

正激式DC/DC變換器在功率管截止期間必須有將高頻變壓器復(fù)位的電路，以防止變壓器磁芯飽和，一般采用C、R、VD無源箝位電路。當(dāng)功率管V截止時(shí)，高頻變壓器初級(jí)線圈由R、VD電路構(gòu)成的放電通路使變壓器復(fù)位。

同步整流控制新技術(shù)與應(yīng)用

眾所周知,電源在計(jì)算機(jī)、工業(yè)和電信領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到了認(rèn)可。為了優(yōu)化的系統(tǒng)應(yīng)用，電源均可采用了標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)和高性能連接技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的電源沿用的是傳統(tǒng)的二極管整流技術(shù)，應(yīng)用時(shí)會(huì)造成很大的功率損耗并且限制了可用輸出功率。為此將應(yīng)用新型的同步整流技術(shù),即,次級(jí)同步整流并帶有輸出電流勻流功能的集成控制器與智能整流IC,使其電源在效率和性能方面都有了很大的提高。