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大功率LED驱动器中的同步整流技术研究软件工程， 2011，硕士【摘要】随着能源短缺现象的出现,在照明中使用LED节能光源的比重越来越高,高效能LED驱动器成为不可缺少的关键装置。
广泛的应用需求促使LED驱动器向着更低的输出电压、更高的输出电流、更高的效率、更快的动态响应以及更高的可靠性等方向发展。
直流降压开关电源是其中的核心技术,本文主要研究大功率LED驱动器中的同步整流技术研究。
本文深入分析了降压开关电源的电路结构及工作原理,剖析了引起损耗的各种因素,研究了同步整流、软开关等一些新型技术;基于功能需要,结合有源钳位技术、软开关技术和同步整流技术的反激正激变换器拓扑,完成了大功率LED驱动器的总体电路结构设计和功能电路模块详细设计,最终设计出了48V输入、10.5V/14A稳压稳流输出的有源钳位反激正激LED驱动器电路。
在完成电路原理分析与电路设计的基础上,应用EDA软件PSPICE对整体电路和模块电路进行了功能仿真验证,仿真结果表明达到了预定指标,验证了论文所设计的同步整流型DC-DC变换器设计的正确性。
更多还原【Abstract】 As emergence of energy shortage, theenergy-saving light source LED lighting takes in more and more proportion of the lighting market. High-performance LED driver becomes the key to solving the problem. LED driver switching power supply develops toward the direction of lower voltage,higher output current, higher efficiency, faster dynamic response and higher reliability. This paper makes a study of synchronous rectification technology in the high power LED driver.The structure and working princ... 更多还原【关键词】LED驱动；同步整流；软开关；有源钳位；反激正激式；【Key words】LED-driver；synchronous rectification；fly-forward；soft-switching；active clamp；摘要3-4Abstract 4第一章绪论7-141.1 发展LED 照明的意义7-101.2 电源的发展趋势10-121.3 本课题目标及主要工作12-14第二章降压DC-DC 转换器理论基础14-322.1 DC-DC 转换器理论14-172.1.1 DC-DC 转换器结构及其工作原理14-152.1.2 DC-DC 转换器的控制方法15-162.1.3 电压模式和电流模式16-172.2 降压DC-DC 转换器结构及其稳态分析17-212.2.1 降压DC-DC 转换器结构及其工作原理17-182.2.2 降压DC-DC 转换器的稳态分析18-212.3 DC-DC 转换器的功率损耗源21-242.3.1 导通损耗222.3.2 驱动损耗22-232.3.3 分布电感开关损耗23-242.3.4 和时序有关的损耗242.3.5 控制电路静态功耗242.4 同步整流技术24-282.4.1 同步整流技术简介25-262.4.2 同步整流器的驱动方式26-272.4.3 同步整流电路对驱动波形的要求27-282.5 软开关技术28-312.5.1 软开关的概念28-292.5.2 软开关技术的实现及其类型29-312.6 本章小结31-32第三章同步整流降压DC-DC 转换器系统设计32-523.1 拓扑结构设计与分析32-403.2 选取关键器件及确定工作频率40-443.2.1 控制芯片选取及频率确定40-423.2.2 功率开关管及整流管的选取42-443.3 变压器设计与磁路设计44-453.4 功能模块电路设计45-483.4.1 同步整流电路45-463.4.2 无损吸收网络46-473.4.3 输出电压反馈电路47-483.4.4 过流保护电路483.5 完成整体电路48-503.6 本章小结50-52第四章电路仿真结果及分析52-584.1 仿真软件说明524.2 仿真结果52-564.2.1 有源钳位正反激变换器电路输出端波形534.2.2 输入电压与负载变化时的变换器稳定输出验证53-544.2.3 输出电流与变压器次级线圈上的电流波形状态验证544.2.4 软开关功能验证54-564.2.5 同步整流功能验证564.3 仿真结论56-58第五章结论58-60致谢60-62参考文献。
电流驱动同步整流反激变换器的研究陈丹江，张仲超(浙江大学，浙江杭州310027）摘要：分析了工作在恒频DCM方式下的反激同步整流变换器。
为了提高电路的效率，采用了一种能量反馈的电流型驱动电路来控制同步整流管。
分析了该驱动电路的工作原理，并给出了设计公式。
实验结果表明该方法提高了反激变换器效率的有效性。
关键词：反激；同步整流；能量反馈；电流驱动ResearchonaFlybackConverterUsing1引言随着数字处理电路（data processingcircuits）的工作电压的持续下降，保持电路的高效率受到了很大的技术挑战。
这是由于在低压电源中，二极管的正向压降引起的损耗占了电路总损耗的50％以上。
由于MOSFET同步整流管SR（synchronousrectifiers）的低导通电阻，在大量的电路中都用来代替效率低的肖特基二极管，特别是在低压电源中[1]。
反激是一种广泛应用于小功率的拓扑，由于只有一个磁性元件，而具有体积小，成本低的优点。
但是，目前同步整流在正激电路中的应用比较多，而在反激电路中的应用却很少。
这是由于正激电路比较适合大电流输出，能够更好地体现同步整流的优势；另外一个原因是可采用简单的自驱动，而反激电路原边开关和副边开关理论上会有共通。
但是，如果考虑到实际电路中变压器的漏感，则这种情况是不会产生的，所以当输出电流不是很大时，采用反激电路还是值得考虑的。
本文将对工作在DCM方式下的同步反激电路进行分析。
同步整流中最重要的一个问题是同步管的驱动设计。
同步管的驱动大体上可以分为自驱动（self driven）和他驱动（control driven），本文介绍了一种能量反馈的自驱动电路。
2同步整流在反激电路中的应用带有同步整流的反激电路如图1所示。
一般来说，电路可以工作在CCM或DCM方式，开关频率可以是恒频（CF），也可以是变频（VF）。
下面主要对工作在恒频DCM方式的工作过程进行分析。
同步整流电路分析一、传统二极管整流电路面临的问题近年来，电子技术的发展，使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。
低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗，但也给电源设计提出了新的难题。
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。
快恢复二极管（FRD）的压。
此时超达到（18大大提高12基本原理如图1所示，V1及V2为功率MOSFET，在次级电压的正半周，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在次级电压的负半周，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。
同步整流电路的功率损耗主要包括V1及V2的导通损耗及栅极驱动损耗。
当开关频率低于1MHz时，导通损耗占主导地位；开关频率高于1MHz时，以栅极驱动损耗为主。
3、半桥他激、倍流式同步整流电路图2单端降压式同步整流器的基本原理图该电路的基本特点是：1）变压器副边只需一个绕组，与中间抽头结构相比较，它的副边绕组数只有中间抽头结构的一半，所以损耗在副边的功率相对较小；2）输出有两个滤波电感，两个滤波电感上的电流相加后得到输出负载电流，而这两个电感上的电流纹波有相互抵消的作用，所以，最终得到了很小的输出电流纹波；3）流过每个滤波电感的平均电流只有输出电流的一半，与中间抽头结构相比较，在输出滤波电感上的损耗明显减小了；4只有25（DPA424R，由干扰。
R1用来设定欠电压值（U UV）及过电压值（U OV），取R1=619kΩ时，U UV=619kΩ×50μA＋2.35V=33.3V，U OV=619kΩ×135μA＋2.5V=86.0V。
当输入电压过高时R1还能线性地减小最大占空比，防止磁饱和。
R3为极限电流设定电阻，取R3=11.1kΩ时，所设定的漏极极限电流I′LIMIT=0.6I LIMIT=0.6×2.50A=1.5A。
研究生选题报告题目：倍流整流变换器中同步整流控制驱动的研究学号姓名指导教师院、系、专业电气与电子工程学院电力电子与电力传动华中科技大学研究生院制填表注意事项一、本表适用于攻读硕士学位研究生选题报告、学术报告，攻读博士学位研究生文献综述、选题报告、论文中期进展报告、学术报告等二、以上各报告内容及要求由相关院（系、所）做具体要求。
三、以上各报告均须存入研究生个人学籍档案。
四、本表填写要求文句通顺、内容明确、字迹工整。
倍流整流变换器中同步整流控制驱动的研究一、课题的来源随着高速超大规模集成电路不断发展，构成这些电路电源系统的关键部件是各种不同技术规格的DC/DC变换器模块。
对于其供电电源来说，这些数据处理电路构成一类特殊的负载，工作电压较低、电流较大，各种工作状态相互转换时对应的电流变化率很高。
随着集成度的不断提高，越来越多的处理器集成电路将集成在同一个芯片上，因此下一代微处理器的额定工作电流将达到50A-1OOA，甚至更高，要求微处理器有严格的功率管理措施。
所有这些对微处理器这类典型负载的供电电源提出了更高的要求。
针对特殊电路的要求，电压调节器模块必须提供经过严格调整的低压和大电流输出，具有快速的动态响应。
从美国开关电源市场来看，跟随着计算机通讯设备迅速、持续稳定的增长及新的网络产品市场的迅速增长，未来的开关电源市场是非常乐观的，对中小功率变换器的需求更是呈现迅速上升趋势。
据权威市场专家预测:在今后五年内，小功率DC/DC变换器的主要发展趋势是:为了适应超高频CPU芯片的迅速发展，DC/DC变换器向低输出电压(最低可低到1.2V),高输出电流、低成本、高频化(400-500KHz)、高功率密度、高可靠性(MTBF >10000)、高效率、快速动态响应的方向发展。
模块电源主要分为DC/DC、AC/DC和DC/AC三种，其中DC/DC模块占据了90％的市场份额。
随着通信系统对电源产品的要求越来越高，DC/DC模块电源技术正发生着巨大的变化，朝着低电压大电流方向发展。
正激同步整流控制芯片在现代电子技术领域中，正激同步整流控制芯片作为一种重要的电路元件，在提高能量效率和电源质量方面扮演着关键的角色。
本文将介绍正激同步整流控制芯片的原理、特点和应用，并对其性能进行详细分析。
正激同步整流控制芯片是一种基于开关电源技术的集成电路，主要用于高效能电源的设计和控制。
其工作原理是利用高频脉冲调制方式，通过控制开关管的导通与截止，将交流输入电压转换为直流输出电压。
正激同步整流控制芯片通过合理的控制信号，实现电能的高效转换，提高整体电源效率。
1. 高效能转换：正激同步整流控制芯片具有高效能转换的特点，采用优化的工作模式，最大限度地减少功率损耗，提高能源转化效率。
相较于传统整流控制方式，正激同步整流控制芯片的功率转换效率明显提升，能够有效降低电能浪费。
2. 稳定可靠：正激同步整流控制芯片的设计采用稳定性较好的元器件与电路结构，能够在不同工作环境下保持良好的稳定性和可靠性。
具备过流、过压、过温等保护功能，能够有效预防设备损坏，提高电源系统的稳定性和安全性。
3. 简化设计：正激同步整流控制芯片的内部集成了多种电路和控制功能，能够灵活适应不同的电源设计需求。
相比传统的离散元器件设计，正激同步整流控制芯片能够简化电路结构，减少元器件数量，提高整体设计效率。
正激同步整流控制芯片广泛应用于各种电源系统中，包括电子设备、通信设备、工业控制等领域。
其主要应用包括但不限于以下方面：1. 电源模块：正激同步整流控制芯片可以用于设计与开发各种电源模块，如交流适配器、开关电源等。
通过优化整流控制方式，实现电能的高效转换，提高整体电源质量和稳定性。
2. 充电器：正激同步整流控制芯片在充电器的设计中起到关键作用。
通过精确的控制和调节，有效控制充电过程，提高充电效率和安全性。
3. 电池管理系统：正激同步整流控制芯片可用于电池管理系统中，提供稳定可靠的电源控制和管理功能。
通过合理的电流和电压控制，延长电池的使用寿命，并提高电池充放电效率。
同步整流电路分析 Revised by Chen Zhen in 2021同步整流电路分析一、传统二极管整流电路面临的问题近年来，电子技术的发展，使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。
低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗，但也给电源设计提出了新的难题。
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。
快恢复二极管（FRD）或超快恢复二极管（SRD）可达～，即使采用低压降的肖特基二极管（SBD），也会产生大约的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。
举例说明，目前笔记本电脑普遍采用甚至或的供电电压，所消耗的电流可达20A。
此时超快恢复二极管的整流损耗已接近甚至超过电源输出功率的50％。
即使采用肖特基二极管，整流管上的损耗也会达到（18％～40％）P O，占电源总损耗的60％以上。
因此，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。
二、同步整流的基本电路结构同步整流是采用通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。
功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。
用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。
1、基本的变压器抽头方式双端自激、隔离式降压同步整流电路2、单端自激、隔离式降压同步整流电路图1 单端降压式同步整流器的基本原理图基本原理如图1所示，V1及V2为功率MOSFET，在次级电压的正半周，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在次级电压的负半周，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。
同步整流电路的功率损耗主要包括V1及V2的导通损耗及栅极驱动损耗。
第25卷第11期宿州学院学报Vol .25,No .11 2010年11月Journa l of Suzhou U n iver sity Nov .2010do i :10.3969/j .issn.1673-2006.2010.11.014应用同步整流技术的有源钳位正激变换器的研究胡学青1,2(1.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230039;2.宿州学院机械与电子工程学院,安徽宿州 234000)摘要:介绍了同步整流和有源钳位正激变换器的特点,并对一种新颖的自驱式有源钳位同步整流正激变换器工作原理分析,认为:自驱式有源钳位同步整流正激变换器能将变压器副边电原主死区时间减至最小,实现无损磁复位并能减小开关损耗和整流损耗,提高电源效率,适用于低压大电流输出的开关电源中。
关键词:同步整流;正激变换器;有源钳位中图分类号:O482.4 文献标识码:A 文章编号:1673-2006(2010)11-0038-04收稿日期:2010-08-18基金项目宿州学院自然科学研究项目(yz 6)。
作者简介胡学青(),广东开平人,讲师,研究方向电工电子。
开关电源是现代电子电器和电子设备(如电视机、VCD 、个人计算机、测试仪器、生物医学仪器等)的心脏和动力。
随着计算机、通信技术的发展,低压大电流开关电源已成为目前一个重要的研究课题。
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,正是顺应了这一发展趋势[1]。
目前,有源钳位正激变换器这个拓扑已大量应用于国外的通讯二次电源模块、计算机电源、服务站电源等中小功率电源中,它可以实现主功率管的软开关,较好地解决了主功率管上的电压尖峰问题,实现了正激变换器的无损磁复位,因而在较高开关频率下可以得到较高的效率。
有源钳位正激变换器可以与自驱动同步整流较好结合,特别适合应用于低压大电流输出的电源中。
1 同步整流技术 由于现代高速超大规模集成电路的尺寸不断减小,并要求功耗不断降低,供电电源的电压要求也随之越来越低。
同步整流技术6.2 同步整流技术作为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），它可以理解为一种被动式器件：只要有足够的正向电压它就开通，而不需要另外的控制电路。
但其导通压降较高，快恢复二极管（FRD）或超快恢复二极管（SRD）可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管（SBD），也会产生大约0.6V的压降。
这个压降完全是做的无用功，并且整流二极管是一种固定压降的器件，举个例子：如有一个管子压降为0.7V，其整流为12V时它的前端要等效12.7V电压，损耗占0.7/12.7≈5.5%.而当其为3.3V整流时，损耗为0.7/4（3.3+0.7）≈17.5%。
可见此类器件在低压大电流的工作环境下其损耗是何等地惊人。
这就导致电源效率降低，损耗产生的热能导致整流管进而开关电源的温度上升、机箱温度上升，有时系统运行不稳定、电脑硬件使用寿命急剧缩短都是拜这个高温所赐。
同步整流技术采用通态电阻极低的电力MOSFET来取代整流二极管，能大大降低整流电路的损耗，提高DC/DC变频器的效率，满足低压、大电流整流器的需要。
DC/DC变换器的损耗主要由三部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出整流管的损耗。
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。
快恢复二极管或超快恢复二极管可达1.0~1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管，也会产生0.4V~0.8V的压降，导致整流损耗增大，电源效率降低。
因此。
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、小体积的需要，成为制约DC/DC变频器提高效率的瓶颈。
作为取代整流二极管以降低整流损耗的一种新器件，功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。
因为用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。
它可以理解为一种主动式器件，必须要在其控制极（栅极）有一定电压才能允许电流通过，这种复杂的控制要求得到的回报就是极小的电流损耗。
同步整流电路分析同步整流电路是一种常用的电路，用于将交流电信号转换为直流电信号。
同步整流电路由滤波电路和转换电路两部分组成，通过控制转换电路的导通与关闭，实现对交流电信号的整流和滤波。
下面将对同步整流电路进行详细分析。
[插入图片]滤波电路一般使用电容滤波器，通过连接在转换电路的输出端，能够滤除输出信号中的高频噪声，使得输出信号更加稳定。
电容滤波器的基本原理是利用电容器的充电和放电特性，对输入信号进行平滑处理。
转换电路的核心元件是开关，通过对开关的控制，可以实现对交流信号的整流。
当开关导通时，电流可以通过开关和电阻网络，整流输出信号为正值；当开关关闭时，电流通过电容滤波器和载阻，输出信号为零。
通过精确控制开关的导通与关闭时间，可以实现高效的交流信号整流。
在同步整流电路中，固态开关一般采用MOSFET，它具有快速的导通和关闭能力、低导通电阻和低反向漏电流等特点，能够实现高频开关和高效的整流。
1.当输入信号为正值时，控制开关导通，电流通过开关和电容滤波器，正半周的信号得以通过。
2.当输入信号为负值时，控制开关关闭，电流通过电容滤波器和载阻，此时输出信号为零。
3.关键是要通过精确控制开关的导通与断开时间，使得整流输出信号的波形尽可能与输入信号完全相同，以实现高效的整流。
1.效率高：由于整流输出信号与输入信号完全相同，无功功率损耗较小。
2.输出稳定：通过电容滤波器对输出信号进行滤波处理，能够降低输出信号中的高频噪声，使得输出信号更加稳定。
3.控制方便：通过对转换电路的开关进行精确控制，可以实现对整流输出信号的波形和频率等参数的调节。
然而，同步整流电路也存在一些缺点：1.成本较高：由于需要使用高性能的MOSFET作为开关元件，所以整体的成本较高。
2.复杂性：整流输出信号与输入信号需要保持完全一致，所以对开关的导通与关闭时间的控制要求较高，增加了电路的复杂度。
3.受限制：整流输出电流的大小受到开关元件和电容滤波器的一些限制，无法实现超大电流的整流输出。
一一一一一一一一一一里丝矍迥些型 正激变换器同步整流驱动方法分析张思全林志峰李秀华广东工业大学（广州５１００９０摘要：本文对正激变换器同步整流的内驱动、外驱动方法的工作原理进行了比较分析。取的措施。并得出结论，同步整流是低压、大电流电源中提高效率的有效方法。叙词：正激变换器同步整流自驱我外－Ｅ ｉｔ ｝
讨论了提高同步整流效率应采
图Ｉ电路中，原边主开关管的门极驱动信号、电压波形及副边同步整流管的电流波形分别如图２所示。从波形图２（ｃ）中可以看出，一旦变压器复位完成，变压器的磁电流Ｉｍ开始流过ＳＲ，
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１引言 计算机、通信交换机等数据处理设备在电路密度和速度不断提离的的同时，它们的电源系统也向更加高效、低耗、小型化方向发展，许多功能不同、复杂程度不同的功率变换方法不断出现。在这其中，同步整流方法得到了普遍认可并获得广泛应用。如今ＩＣ电压标准已经从５Ｖ降为３．３Ｖ，今后还会更低。用同步整流取代传统的肖特基二极管整流，可以得到小巧、高效的电源，满足设备对低压、大电流的需求。２正激变换器中的同步整流
按照同步整流的驱动方法，可将所有同步整流分为两类：自驱动和外驱动。自驱动同步整流是指同步整流管直接由变压器副边电压驱动。外驱动是指同步整流管是靠门极驱动信号来驱动，而这个驱动信号来自主开关管的门极驱动。相比较来说，自驱动同步整流的电路结构简单，所需元件数量少。 自驱动同步整流因为续流二极管靠复位电压驭动，所以工作特性依赖于功率变压器的复位方式。理想情况下，希望变压器复位时间与主开关管的关断时间相等，这样，翰出电流将在整个关断期间内通过同步整流管续流。２．１采用ＲＣＤ钳位及自驱动的同步整流 电路如图Ｉ所示。在这个电路中，同步整流管（ＳＲａ）包括
的体二极管。这个电流大小为：Ｉｍ＝Ｎ，／ Ｌ翩 Ｃ，
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图１ ＲＣＤ钳位及自驱动方式同步整流正激变换器ＳＲ２ （Ｑ２和Ｄ２）和ＳＲ， （Ｑ，和Ｄ，）与变压器的副边绕组交错辐合，而且直接被副边电压驱动。因为不需要驱动器或控制电路来提供门极驱动信号。这种电路形式是同步整流中最简单的。因为同步整流管ＳＲ，的门极驱动信号来自复位电压，所以它的工作状况取决于变压器磁心复位方式。 ９８
图２ （ａ）主开关管门极驱动信号 （ｂ）主开关管漏源极电压 （动流过同步整流管ＳＲ２的电流 （ｄ）流过同步整流管ＳＲ，的电流 其中Ｎ是变压器的匝比，Ｋ是变压器的复位电压，几是变压器磁电感，Ｃ。是从主开关管两端看过去的总电容量。它是主开关管输出电容、变压器绕组电容（Ｃｔｒ），钳位二极管跨接电容、５凡的反射输人电容、ＳＲ２的反射输出电容的总和。 同样，从图２（ｄ）波形中能看到，在变压器复位完成之后，负载电流ｔｏ与磁化电流（ｍ之间的差值从ＳＲ３的晶体管Ｑ３被转移到体二极管几。由于ＳＲ：和Ｓ凡的体二极管的正向压降相对较高，这就降低了同步整流的效率。效率降低是由于体二极管的导通依赖于死区时间（Ｔ－）的延续和体二极管的正向压降（场）。可以通过给ＳＲ３及Ｓ凡并联肖特基二极管或最小化环和几的导通时间来使这个损耗减到最少。Ｄ３的导通时间的减小能通过外部门极驱动信号来驱动Ｑ３或通过采用别的复位方式将死区时间最小化来得到。第十五届全国电源技术年会论文集 可以通过采用新的变压器复位方式使死区时间最小化来缩短Ｄ，的导通时间。然而，应该指出，因为负载电流ｌｏ比磁电流Ｉｍ大很多，在死区时间内，由Ｄ３导通造成的效率损失比ｑ导通造成的损失大很多。对于设计良好的变换器，在输出电流为１５Ａ到２０Ａ时，通常小于２Ａａ块的导通损耗对输出效率的影响相对来说较小。 ＳＲ，和ＳＲ３的体二极管的导通损耗也依赖于转换时间甩和礁，如图２（ｃ），２（ｄ）所示。事实上，ＳＲ：的体二极管Ｉｔ仅在死区期间和主开关管关断之后一个极短的时间内导通。当死区时间仅由变压器的复位电压决定，主开关管关断之后，Ｉｈ的转换时间依赖于副边电压的下降时间和输出电流从二极管Ｄ到晶体管Ｑ，的转换时间７ｍ，。转换时间７．决定于副边电感，这个电感包括变压器的漏电感，ＳＲｓ的封装电感和副边交互电感。副边电感也决定主开关管开通后，从二极管Ｄ３到晶体管Ｑ：转换
电流所需的时间（７ｍ）。因为对于输出电流几； Ｉｑ，在死区期间体二极管Ｄ３的导通损耗比Ｄ，的导通损耗高的多。结果，与Ｄ３在交换期间７－，中的导通损耗对ＳＲ３的总损耗的影响相比，在交换期间嘿内，乌的导通损耗对ＳＲ：的总导通损耗的影响要大得多。为了减少转换时间，整个副边的电感应该减到最少。而且，使变压器的漏电感小于别的电路电感，对于避免ＳＲｓ的门极驱动电压损失尤其重要。 最后，需要指出ＳＲｓ的体二极管导通，不仅增加导通损耗，而且也带来由于反向恢复引起的功率损耗。这个在体二极管关断期间，出现在另一个ＳＲ的体二极管和晶体管之上的损耗，与恢复电荷Ｑ＇３，频率和副边电压成比例。消除这个损耗的唯一方法是给ＳＲ２和ＳＲ３并联肖特基二极管。２．２有源钳位和自驱动同步整流的正激变换器 具有有源钳位复位方式的正激变换器电路如图３所示。它
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图３有源钳位及自驱动方式同步整流正激变换器的主要波形如图４所示。可以看出。因为在几乎整个主开关管关断期间，变压器磁心都被复位，所以有源钳位复位方式将死区时间减到了最小。晶体管Ｑ，的导通时间被最大化，Ｄ，传导磁电流的时间被减到最小。结果，有源钳位复位方式的变换器相对于狱刀钳位方式的变换器的转换效率有所提高。同时，有源
图４ （ａ）主开关管门极驱动信号 （ｂ）主开关管漏源极电压 （ｃ）流过同步整流管ＳＲ２的电流 （ｄ）流过同步整流管ＳＲ３的电流钳位复位方式减小了主开关管上的电压应力。此外，适当调整变压器的磁电感，可使主开关管在零电压下开通。与采用ＲＣＤ钳位复位方式的电路相比，不利的方面是，有源钳位方式需要一个额外的开关管和相应的驱动电路。由此可见，使用肖特基二极管与Ｓ凡并联来提高ＲＣＤ钳位电路效率的方法比采用有源钳位方法更简单、经济。而在需要着重考虑电压应力和软开关的同步整流应用中，有源钳位方法是一个可行的选择。 虽然自驱动同步整流易于实现，但它们不适于在输人电压变化范围较大的情况下应用。对于在图１和３中所示的自驱动同步整流，最大可接受的输人电压范围很大程度依赖于输出电压。输出电压越高，可接受的输人电压范围就越窄。因为ＳＲｚ的门极驱动电压与输人电压成一定比例。同样，最小副边电压，（如，门极驱动）电压依赖于所需的输出电压和最大占空比。如果输人电压范围较宽并且输出电压相对较高（例如，＞ ５Ｖ），门极驱动电压在上限有可能超过（或接近）最大允许门极驱动电压。输出电压对门极驱动电压的幅度的影响能通过从一个单独的绕组获得驱动信号来消除。同样，最大门极驱动电压能通过采用一个门极到源极的电压钳位电路加以限制。然而，所有这些调整需要附加的元件和１或一个多绕组的变压器，这使得自驱动方法变的更加复杂。因此，自驱动ＳＲｓ较适于在输人电压变化范围较窄和输出电压较低的情况下应用。２．３外驱动同步整流正激变换器
外驱动同步整流正激变换器的电路如图５所示，它的主要波形如图６所示。在电路中，晶体管Ｑ：和口３被从主开关管门极驱动获得的信号所驱动，因此，同步整流管的导通时间与变压器的复位方式无关，仅决定于门极驱动信号的时间。从图６（ｃ），６（ｄ）可见，当从控制电路驱动同步整流管时，得到Ｑ３的最大导通时间，它对在死区时间内通过二极管环的磁电流的导通时间
。９９・正激变换器同步整流驱动方法分析没有影响。在死区时间内，晶体管Ｑ：是关闭的（对Ｑｚ的门极驱动较低），对于外驱动的同步整流管，在死区时间内，二极管Ｄ，的导通与自驱动完全相同。
ＳＪ图５外驱动同步整流正激变换器 理想情况下，除了不可避免Ｄ，在死区时间内的导通以外，ＳＲｓ的门极驱动时间安排应该不允许体二极管的导通。这只有在非常精确的门极驱动时间安排下才可能实现。即在一个ＳＲ的门极驱动信号开通或终止的同时，另一个ＳＲ门极驭动信号终止或开通。实际上，这种理想的互补驱动是不可能实现的。在意外情况下，短暂的门极驱动信号交盈将同时开通两个ＳＲＳ，这会引起副边短路，造成副边电流增加，会使效率降低；情况严重时，会引起变换器停止工作。为了避免在实际应用中Ｓｉｔｓ同时导通，在两个门极驭动信号之间一定要有引人延迟。因为在延迟期间，没有门极驱动信号作用于ＳＲ．， ＳＲｓ的体二极管正在导通。这不仅增加导通损耗，而且带来了反向恢复损耗。因此，驱动控制同步整流的效果很大程度上依赖于门极驱动的时间安排ａ３结论 讨论了在正激变换器中实施同步整流的方法，同时分析了变压器复位机制对自驱动同步整流效果的影响。在一个输出
图６ （ａ）门极驱动信号（ｂ）主开关管漏源极电压 （ｃ）流过同步整流管ＳＲ，的电流 （ｄ）流过同步整流管ＳＲ，的电流３．３Ｖ／２０Ａ的正激变换器中，用同步整流取代传统的肖特基二极管整流，实验结果证明效率提高了１一２％。这说明，用同步整流取代肖特基二极管对提高变换器效率的作用是明显的，但效率的提高有许多限制，这些限制是输出电压、输出电流、ＳＲＳ的通态阻抗、ＳＲＳ替换肖特基二极管后的正向压降等因素共同作用而产生的。把它们之间的相互作用分析清楚，选择正确的驱动控制方法，才能有效提高同步整流的效率。
参考文献巨］Ｍｉｃｈａｅｌ Ｔａｏ Ｚｈａｎｇ， ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ， ＴＨＥＲＭＡＬ， ＡＮＤ ＥＭＩ ＤＥＳＩＧＮＳＯＦ ＨＩＧＨ －ＤＥＮＳＩＴＹ， ＬＯＷ． ＰＲＯＦＩＬＥ ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＩＥＳ， Ｆｅｂｒｕａｒｙ １７，１９９７［２〕胡宗波，张波，一种应用同步整流技术的正激变换器的研究，电源世界．２００２．４
（上接第４８页）究。无源无损软开关技术的实现，是通过在主电路中附加一些由无源元件组成的无源网络，通过无派器件的谐振过程来实现软开关的功能，无需附加额外的检测和控制，系统控制简单，运行可靠ｏ Ｈａｎｇ－ ｓｅｏｋ Ｃｈｏｉ和Ｂ． Ｈ． Ｃｈ．提出了一个ｂｏａｓｔ ＰＦＰ电路，它具有改进的ＺＣＳ ＰＷＭ开关单元。这个改进的ＺＣＳ ＰＷＭ开关单元为主开关和辅助开关都提供了ＺＣＳ条件，不增加主开关的导通损耗。同时该电路还实现了二极管的软换流，消除了反向恢复问题。南京航空航天大学的Ｘｉｎｂｏ Ｒｕａｎ对ＺＶＳ ＰＷＭ进行
了研究．提出的ＧＤＲ ＺＶＳ ＰＷＭ ＴＬ变换器具有在宽的负载范围内实现ＺＶＳ，整流二极管自然换流，没有占空比丢失等优点。 会议论文集已在ＥＥ／ＩＥＥＥ数据库中列出．有兴趣读者可直接调用。
