反激式轉(zhuǎn)換器的同步整流
發(fā)布時(shí)間:2008/10/9 0:00:00 訪問次數(shù):797
同步整流這種整流技術(shù)特別適用于低壓大電流的整流輸出場(chǎng)合。當(dāng)然,反激式轉(zhuǎn)換器適用在較小功率的(如100w)開關(guān)電源場(chǎng)合,在使用同步整流技術(shù)后可以達(dá)到幾十安或上百安的低壓輸出電流。
在變壓器次級(jí)電路將整流二極管換成導(dǎo)通電電阻fon小的功率mosfet以后,就構(gòu)成了如圖1所示的同步整流電路。下面以電感電流不連續(xù)(即能量完全傳遞)工作模式(dcm)為例進(jìn)行說明,圖2為dcm模式的工作波形。
圖1 帶同步整流的反激式轉(zhuǎn)換器電路
在控制電路中,同步整流采用功率mosfet管后,由于這種管具有雙向?qū)щ姷奶匦,為了防止次?jí)電流逆流,必須在電流達(dá)到零時(shí)(即t=t3)或零過后一個(gè)很短的時(shí)間里,關(guān)斷vsr。為了測(cè)量零電流點(diǎn)必須增加一個(gè)電流檢測(cè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)由w1、w2兩個(gè)繞組構(gòu)成如圖3(a)所示。w1是初級(jí)繞組,w2是次級(jí)繞組,并用w2上得到的感應(yīng)電壓來驅(qū)動(dòng)功率mosfet管vsr。形成電流自驅(qū)動(dòng)的同步整流電路。當(dāng)次級(jí)整流工作時(shí),繞組w1使w2的感應(yīng)電壓提供給vsr開通。當(dāng)電流反向時(shí),繞組w1使w2的感應(yīng)電壓提供給vsr關(guān)斷。
圖2 dcm模式的工作波形
圖3 電流自驅(qū)動(dòng)反激式轉(zhuǎn)換器同步整流零電流檢測(cè)電路
在t=t3時(shí)刻vsr關(guān)斷后次級(jí)電流諧振,其諧振阻抗為z
式中 lm—?jiǎng)?lì)磁電感(nh);
c一等效電容(nf),n為匝數(shù)比。
這種驅(qū)動(dòng)電路是要消耗能量的,為了減小這種損耗,電流檢測(cè)繞組上的壓降必須盡可能得低。在實(shí)際電路中-般要達(dá)到整波管壓降的1/10。比如在圖3中,如果usr=0.1 v,則ucs要在0.01 v左右。而vsr的驅(qū)動(dòng)電壓至少要5v,這樣會(huì)導(dǎo)致w2和w1的匝數(shù)比非常大。這不僅使電流檢測(cè)裝置非常笨重,而且還會(huì)增大漏感,影響到同步整流管的迅速開通。
為了降低能量損耗,可以采用有能量反饋功能的電流檢測(cè)環(huán)節(jié)如圖3(b)所示。圖中通過w3、w4繞組把能量反饋到輸出電壓lj。中,其工作過程如下。
在反激區(qū)間,繞組w,流過的電流折算到繞組w2上的電流給vsr的門極電容充電,當(dāng)門極電壓ugs折算到w3上的電壓等于u。時(shí),二極管d1導(dǎo)通并且把能量從繞組w1傳遞到直流源u。。適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)繞組w1、w2和w3的匝數(shù)比,vsr的驅(qū)動(dòng)電壓就不會(huì)隨著輸人電壓的變化而變化。當(dāng)流經(jīng)vsr的電流降到零并且要反向時(shí),二極管dy關(guān)斷,碭開通進(jìn)行磁復(fù)位。vsr的門極電壓為負(fù),從而被關(guān)斷。因此沒有反向電流流過vsr。在這種電流驅(qū)動(dòng)的電路中,vsr的特性就像一個(gè)理想的二極管一樣。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)(www.dzsc.com)
同步整流這種整流技術(shù)特別適用于低壓大電流的整流輸出場(chǎng)合。當(dāng)然,反激式轉(zhuǎn)換器適用在較小功率的(如100w)開關(guān)電源場(chǎng)合,在使用同步整流技術(shù)后可以達(dá)到幾十安或上百安的低壓輸出電流。
在變壓器次級(jí)電路將整流二極管換成導(dǎo)通電電阻fon小的功率mosfet以后,就構(gòu)成了如圖1所示的同步整流電路。下面以電感電流不連續(xù)(即能量完全傳遞)工作模式(dcm)為例進(jìn)行說明,圖2為dcm模式的工作波形。
圖1 帶同步整流的反激式轉(zhuǎn)換器電路
在控制電路中,同步整流采用功率mosfet管后,由于這種管具有雙向?qū)щ姷奶匦,為了防止次?jí)電流逆流,必須在電流達(dá)到零時(shí)(即t=t3)或零過后一個(gè)很短的時(shí)間里,關(guān)斷vsr。為了測(cè)量零電流點(diǎn)必須增加一個(gè)電流檢測(cè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)由w1、w2兩個(gè)繞組構(gòu)成如圖3(a)所示。w1是初級(jí)繞組,w2是次級(jí)繞組,并用w2上得到的感應(yīng)電壓來驅(qū)動(dòng)功率mosfet管vsr。形成電流自驅(qū)動(dòng)的同步整流電路。當(dāng)次級(jí)整流工作時(shí),繞組w1使w2的感應(yīng)電壓提供給vsr開通。當(dāng)電流反向時(shí),繞組w1使w2的感應(yīng)電壓提供給vsr關(guān)斷。
圖2 dcm模式的工作波形
圖3 電流自驅(qū)動(dòng)反激式轉(zhuǎn)換器同步整流零電流檢測(cè)電路
在t=t3時(shí)刻vsr關(guān)斷后次級(jí)電流諧振,其諧振阻抗為z
式中 lm—?jiǎng)?lì)磁電感(nh);
c一等效電容(nf),n為匝數(shù)比。
這種驅(qū)動(dòng)電路是要消耗能量的,為了減小這種損耗,電流檢測(cè)繞組上的壓降必須盡可能得低。在實(shí)際電路中-般要達(dá)到整波管壓降的1/10。比如在圖3中,如果usr=0.1 v,則ucs要在0.01 v左右。而vsr的驅(qū)動(dòng)電壓至少要5v,這樣會(huì)導(dǎo)致w2和w1的匝數(shù)比非常大。這不僅使電流檢測(cè)裝置非常笨重,而且還會(huì)增大漏感,影響到同步整流管的迅速開通。
為了降低能量損耗,可以采用有能量反饋功能的電流檢測(cè)環(huán)節(jié)如圖3(b)所示。圖中通過w3、w4繞組把能量反饋到輸出電壓lj。中,其工作過程如下。
在反激區(qū)間,繞組w,流過的電流折算到繞組w2上的電流給vsr的門極電容充電,當(dāng)門極電壓ugs折算到w3上的電壓等于u。時(shí),二極管d1導(dǎo)通并且把能量從繞組w1傳遞到直流源u。。適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)繞組w1、w2和w3的匝數(shù)比,vsr的驅(qū)動(dòng)電壓就不會(huì)隨著輸人電壓的變化而變化。當(dāng)流經(jīng)vsr的電流降到零并且要反向時(shí),二極管dy關(guān)斷,碭開通進(jìn)行磁復(fù)位。vsr的門極電壓為負(fù),從而被關(guān)斷。因此沒有反向電流流過vsr。在這種電流驅(qū)動(dòng)的電路中,vsr的特性就像一個(gè)理想的二極管一樣。
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