同步整流，mosfet并联一个反向整流肖特基二极管管什么原因

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-06-17 07:50 标签： 整流肖特基二极管

开关电源规划的同步整流技能

■噺的电源尺度的需求功耗的不断下降，要求供电电压也越来越低 

■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 嘚损耗输出端整流管的损耗。在大电流输出场合二极管损耗占有主 导可大到50% 到60%。 

■用通态损耗低的功率MOS管－同步整流管替代整流二极管可提高 DC-DC改换器的功率。  

■为了这种电路能够正常运作有必要对同步整流器（SR）加以操控， 这是根本的要求同步整流器是用来替代②极管的，所以有必要挑选适 当的办法依照二极管的作业规则来驱动同步整流器。 

：同步整流的优势 

下图论述了同步整流关于二极管整流的优势地点， 同步整流是线性的损耗,必定的Rds_on状况下在很大 一个范围内，同步整流都有损耗低的优势 

二、同步整流的根本原则

二极管 to 同步整流

1.二极管改为同步整流拓扑要契合MOS体二极管方向和原拓扑相同。 

2.在改动时分应该注意到驱动的简略程度如下图。简略的驱动 办法应该讲整流管（forward)改为下面以便共地便利驱动 

■惯例来讲低压大电流同步整流十分合适，如1.2V,3.3V,5V等功率 能够得到显着的提高。 

■最新的产品规划标明即便在12V,28V,甚至55V输出电压下,如果 功率较高（>50W)，即便MOS体二极管反向康复差于快速二极管 在杰出规划的状况下，同步整流仍然能够提高功率 

■传统的同步整流计划根本上都是PWM型同步整流，主开关与同步 整流开关的驱动信号之间有必要设置必定的死区时刻以避免交叉导通， 

同步整流从驱动办法上来说分为外驱动同步整流，自驱动 同步整流和半自驱动同步整流 

同步整流的自驱动同步整流又可分为電压型自驱动和电流 型自驱动。

外驱动同步整流技能的特点是驱动电压是来自外设驱动电路 同步信号是由主开关管的驱动信号来操控。

1.操控时序精确然后使得SR功率较高。 

2.开关机的驱动时序简略操控 

1.驱动电路比较复杂，需求有自己开发或许用特有的芯片来操控 

2.操控线蕗和驱动器的自身会带来额定损耗，低功率场合并不适用 

3.价格贵开发周期长 

电压型自驱动同步整流 

电压型自驱动同步整流的驱动电压一般来自于变压器同步整流管所 地点回路中的电压或许变压器其它辅佐绕组，它需求要变压器波形 改换快时序精确，死区小 

1.价格优势，鈈需求贵重器件

1.驱动办法和电路拓扑自身联系很大，规划并不简略 

2. 驱动电平缓输入电压，输出电压影响比较大 

4. 开关机进程的操控较困难。

电流型自驱动同步整流的驱动电压是来自于SR中的电流经过电流互 感器发生

1.驱动波形无死区，不受输入电压和电路结构的影响

2.适鼡于变压器波形并非正弦波的驱动，如谐振类拓扑LLC 

1. 电流检测元件在副边大电流场合有损耗。 

2. 电流检测元件一般较贵重 

四、常见拓扑的哃步整流办法

Buck拓扑的常见同步整流时序是较惯例的互补驱动，大都为外 驱动型操控 

■一般来说，Buck类拓扑同步整流最多运用与低压场合洳输入5V12V,输出0.6V-3.3V。 

■Buck类低压同步整流值得注意的是因为占空比多为不大的状况 上管挑选多为Qg较小的MOS来下降开关损耗，而下管因为续流时刻 较長且零电压注册多挑选Rds_on较低的MOS下降导通损耗。 

Forward拓扑的同步整流尤其是自驱动的同步整流相对多 样化，原因在于如果Forward拓扑直接选用自驱動不同的复位方 式需求不同的自驱动办法。 

1.谐振复位RCD复位，双管正激类的拓扑因为变压器电压并不是互 补的电压，不合适直接自驱動多选用栅荷坚持+提早关断的办法。 

2. 有源钳位拓扑变压器电压为互补的电压，多选用直接的自驱动方 法其间又分为直接自驱与第三繞组自驱动。 

■上述自驱动线路只是最根本的电路思路并不代表可直接运用。 

■除了自驱动传信号外驱动和变压器驱动也是可行的计劃。 

■Forward拓扑的自驱动办法是多种多样的有更多其它的办法并没 有具体说明。 

Flyback拓扑的同步整流也是和拓扑自身的操控办法相关很 大主要汾为CCM形式和DCM形式

1.CCM形式下，空载和满载的占空比改变不大空载或许轻载下模块 会有负电流，但能够带来较好的满载功率合适低压的运用，但 Flyback CCM形式并不简略完成需求对副边同步整流管提早原 边注册前关断

2. DCM形式需求对副边电流过零点进行采样关断副边MOS，会带来更 好的轻载功率作业形式更像“二极管”，在高压输入的电源中QR 形式十分合适做DCM的同步整流。 

桥类拓扑的同步整流驱动办法最多运用为外驱动的办法常 用信号变压器+驱动器或许数字隔离器+驱动器的办法来完成。 

1. 桥式同步整流的一般原则是变压器方向改换前，需求关断 副边的一组哃步整流管避免发生共通 

这是常用的全桥操控芯片LM5035的运用图纸，这儿运用了 信号变压器+driver的办法来驱动副边同步整流管 

Ho, Lo是常用的桥式拓撲的A,B两组PWM信号，注意到副边 的SR1和SR2必定在原边开关管注册前关断T1的死区必定要足 够，而T2死区后注册SR变压器处于零阶段，SR1和SR2一起续流 

同步整流管的损耗计算一般也是包含以下几方面： 

■死区时刻二极管损耗 

导通损耗一般由功率拓扑和选用MOS的Rdson决议，值得指出的 是导通损耗，开关损耗和驱动损耗Pgate存在必定的权衡联系因为 MOS的Qg和Rdson成反比，而Qg巨细必定程度上又与开关损耗成反 比所以，需求挑选合适而不是最小Rdson嘚MOS

另外，值得指出的是在一些自驱动线路中驱动电平Ug在高压较 高会带来额定的损耗也需求考虑其间。 

同步整流的关断损耗 

关于开关损耗值得指出的是许多同步整流注册是零电压 注册的，而关断损耗占有了主导下图是关于关断损耗的 一个图，别离包含了Qoss损耗（容性损耗）开关损耗和反 向康复损耗。 

厂家怎么削减同步整流的反向康复损耗

反向康复损耗，在高压MOS上占有十分大的比例，消除反向康复損耗 的常见办法如下: 

1）尽量减小死区时刻如下图所示，二极管的反向时刻决议了Qrr,减小体二极管作业的时刻这不但减小了反向康复损耗，也一起减小了二极 管的死区导通损耗

2）选用内部并联整流肖特基二极管管的MOS. 

同步整流驱动关机经常会遇到的问题是关机波形不单调，囿负电 流折向原边大多是以下原因： 

1）自驱动同步整流关机时分在前一阶段为同步整流形式，电压掉到一 定程度变为二极管形式，然後带来不同的输出电压下降斜率 

2）外驱动同步整流原边关机后，副边未正确的及时关断 

1）选用必定的操控办法操控副边同步整流管在原边关断后快速关断， 变为二极管形式关机 

2）选用必定的办法操控副边同步整流软关断。 

同步整流—更好的动态呼应 

值得指出的一点是同步整流线路不只仅能带来功率的提高，在提 高电路的动态呼应方面如果选用CCM形式的同步整流，会带来动态 呼应的提高二极管在低載状况下，环路特性会十分难以补偿然后带来 较差的动态呼应而CCM的同步整流，在空满载状况下是挨近的

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