中心議題：
解決方案：
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采用同步整流電路拓撲
- 采用柵極電荷保持驅(qū)動技術(shù)
1,、為什么我們使用同步整流技術(shù)：
目前,越來越多的IC芯片都需要低電壓供電,。隨著功率變換器輸出電壓的降低,整流損耗成為變換器的主要損耗。為使變換器達到很高的效率,必須降低整流損耗,。原有整流電路使用肖特基二極管作為整流二極管,，但是由于導(dǎo)通壓降在低壓輸出時候相對較大，引起的損耗也是我們不能接受的,。于是我們采用低導(dǎo)通電阻的MOSFET 進行整流,這是提高變換器效率的一種有效途徑,。實現(xiàn)這一功能的電路就叫做同步整流電路。實現(xiàn)同步整流功能的MOSFET 稱作同步整流管,。
2,、同步整流電路拓撲簡單介紹：
使用肖特基二極管做整流管，正向壓降0.4V左右,。
使用MOSFET做整流管,。自驅(qū)動方式。
在采用了自驅(qū)動同步整流中,。當(dāng)變壓器" title="變壓器">變壓器次級同名端電壓為正的時候,，VQ2的柵極電壓為底VQ2關(guān)斷。VQ1的柵極電壓為高,，Vgd>0 則VQ1導(dǎo)通,。電流通過L1負載VQ1流通。
當(dāng)變壓器次級同名端電壓為負,，VQ1關(guān)斷,，VQ2開通。負載電流通過VQ2續(xù)流,。這就是同步整流的基本原理,。
當(dāng)變換器輸出電壓在5V 左右時,可以直接利用變壓器次級電壓驅(qū)動同步整流管;當(dāng)變換器輸出電壓明顯高于5V 或很低( 2. 2V以下) 時,一般附加一個繞組,利用附加繞組電壓驅(qū)動同步整流管。
3,、拓撲結(jié)構(gòu)及其缺點：
正激式變換器是最多使用在同步整流中的拓撲,，其優(yōu)點主要在于結(jié)構(gòu)簡單、次級紋波電流明顯衰減,紋波電壓低,、功率開關(guān)管" title="開關(guān)管">開關(guān)管峰值電流較低,、并聯(lián)工作容易、可以自動平衡,、屬降壓型變換器,。它也是最早應(yīng)用于低壓大電流的變換器,。但其在采用同步整流時候存在以下缺點: 第一：同步整流中的死區(qū)過大使得其效率減小; 第二：整流管的體二極管不僅在導(dǎo)通的過程中增加了電路的損耗,而且在關(guān)斷過程中,由于其反向恢復(fù)特征,也會引起能量損耗。
由于死區(qū)產(chǎn)生的體二極管導(dǎo)通損耗分析如下：
在變壓器電壓保持為零的死區(qū)時間內(nèi),輸出電流流經(jīng)續(xù)流同步整流管VS2 ,但VS2柵極無驅(qū)動電壓,所以輸出電流必須流經(jīng)VS2的體二極管,。VS2 體二極管的正向?qū)妷焊?反向恢復(fù)特性差,導(dǎo)通損耗非常大,使采用MOSFET 整流的優(yōu)勢大打折扣,這是傳統(tǒng)電壓驅(qū)動同步整流技術(shù)的主要缺點,。
4、柵極電荷保持驅(qū)動技術(shù)：
我們可以采用柵極電荷保持技術(shù)解決死區(qū)內(nèi)體二極管導(dǎo)通問題,。當(dāng)主開關(guān)管VS 導(dǎo)通時,。變壓器次級電壓驅(qū)動VS1 和VS3 并使其導(dǎo)通。VS2 柵源極寄生電容通過VS3 放電,VS2 的柵極電壓降低為零,VS2 關(guān)斷,輸出電流流經(jīng)VS1 ,。
當(dāng)主開關(guān)管VS 關(guān)斷時,勵磁電流流經(jīng)磁復(fù)位電路,。變壓器次級電壓反向,VS1 和VS3 關(guān)斷。VS2 的柵2源極寄生電容由流經(jīng)VD 的電流充電,。輸出電流由VS2 續(xù)流,。在t2 時刻,磁復(fù)位結(jié)束,變壓器次級電壓為零。因為VD1 承受反壓截止,VS3 關(guān)斷,VS2 的柵極驅(qū)動電壓不變,因此即使變壓器次級電壓為零,VS2 保持導(dǎo)通續(xù)流,。VS2 柵極驅(qū)動電壓一直保持到下一個開關(guān)周期開始,且VS3 導(dǎo)通之時,。這就解決了死區(qū)時間內(nèi)體二極管導(dǎo)通的問題。