电源设计的同步整流技术

同步整流防止电流反灌的方法说到同步整流防止电流反灌这个话题，哎呀，别看它名字挺复杂的，实际上说白了就是想让电流走对地方，别再随便乱窜。

我们平常用电器，尤其是一些高效能的电源设备，往往会用到同步整流技术。

其实这玩意儿，就是通过一些智能的小技术，让电流只朝着正确的方向流动，防止它“打了退堂鼓”，绕回去害人。

你要是没听过“电流反灌”这个词，没关系，反正你就理解为电流有时会不听话，往回跑，搞得电路不稳定甚至出现短路的麻烦。

想象一下，电流就像水流一样，一旦它不受控制地往回流，所有的水渠、管道都会出问题，甚至还可能把设备搞坏。

那电流反灌又是怎么来的呢？就是当电源没有完全切断电流的路径，电流还可以沿着之前的通路反向流动，顺便捣乱。

就像你在家里关水龙头的时候没关紧，水就顺着管道反流，搞得地板湿漉漉的。

这就是我们说的电流反灌，特别是在一些高效率电源系统中，若没有良好的同步整流措施，电流反灌可能带来非常大的麻烦。

那么怎么防止电流反灌呢？其实也不难，就像我们修家电一样，得看清楚问题所在。

最重要的一点就是利用同步整流技术来让电流跑得更顺。

简单来说，同步整流就是在电源电路中，找对合适的时机，开关元件（比如MOSFETs）在对的时间导通，这样电流就可以稳定在一个方向上，像老百姓出门走路一样，千万不能掉头，否则会迷路。

通过这种方式，电源不仅效率高，而且能更好地控制电流，避免反灌。

要防止电流反灌，第一步就是要选择一个合适的同步整流器件。

你要选对“开关门”的人，不能让那些不合格的小家伙上场，打乱整个电流的节奏。

要是这些MOSFET等开关元件选择不好，电流反灌的情况就可能比做错了决定还严重。

而且别忘了，这些器件可不是随便能找到的，它们需要精确到毫秒级别的控制，稍微不留神就能出问题。

别小看这一点，反灌可能会导致电路损坏、效率下降，甚至设备报废。

所有的细节都不能马虎，得有技术有手段，才能确保电流听话。

设计电源的时候，也得考虑到电流的实际需求。

同步整流工作原理一、引言同步整流技术是电力电子技术中的一种重要应用，它可以在直流电源中实现高效率、高精度的输出。

同步整流技术已经广泛应用于各种领域，例如工业自动化、通信设备、医疗设备等。

二、同步整流概述同步整流是指在交流-直流变换器中使用同步开关代替二极管进行整流。

这种方法可以减少二极管的损耗，并且能够提高转换器的效率和精度。

同时，同步整流还可以实现反向电压保护和输出过电压保护等功能。

三、同步整流工作原理1.基本原理同步整流工作原理基于交-直变换器的基本原理。

交-直变换器通常由两个开关管（MOSFET或IGBT）和一个滤波电感组成。

当一个开关管导通时，输入电压施加在滤波电感上，并且输出端口被充电；当另一个开关管导通时，输入电压施加在另一个滤波电感上，并且输出端口被放电。

通过周期性地切换两个开关管，可以将输入交流电转换为稳定的直流输出。

2.同步整流原理在传统的交-直变换器中，输出电压是通过二极管进行整流的。

然而，二极管具有较大的正向压降和反向漏电流，这会导致能量损失和效率下降。

为了解决这个问题，可以使用同步开关代替二极管进行整流。

同步开关是一种可控硅器件（MOSFET或IGBT），它可以根据控制信号进行导通和截止。

当同步开关导通时，输入电压施加在滤波电感上，并且输出端口被充电；当同步开关截止时，输出端口上的电荷被释放到负载中。

由于同步开关具有较小的正向压降和反向漏电流，因此能够提高转换器的效率和精度。

此外，由于同步开关可以根据控制信号进行导通和截止，因此还可以实现反向电压保护和输出过电压保护等功能。

3.控制策略为了实现同步整流，在交-直变换器中需要添加一个同步开关，并且需要设计一个合适的控制策略。

常用的控制策略包括：（1）恒频PWM控制：这种控制策略通过固定的PWM频率和占空比来控制同步开关的导通和截止。

该策略简单易行，但是在低负载时可能会出现效率下降的问题。

（2）恒频PAM控制：这种控制策略通过固定的PAM频率和幅值来控制同步开关的导通和截止。

同步整流技术及其在DC／DC变换器中的应用沙占友，王彦朋，于鹏(河北科技大学，河北石家庄050054）摘要：同步整流技术是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管，因此能大大降低整流器的损耗，提高DC／DC变换器的效率，满足低压、大电流整流的需要。

首先介绍了同步整流的基本原理，然后重点阐述同步整流式DC／DC电源变换器的设计。

关键词：同步整流；磁复位；箝位电路；DC／DC变换器1 同步整流技术概述近年来随着电源技术的发展，同步整流技术正在向低电压、大电流输出的DC／DC变换器中迅速推广应用。

DC／DC变换器的损耗主要由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3.3V甚至1.8V 或1.5V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％）PO，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。

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。

为满足高频、大容量同步整流电路的需要，近年来一些专用功率MOSFET不断问世，典型产品有FAIRCHILD公司生产的NDS8410型N沟道功率MOSFET，其通态电阻为0.015Ω。

同步整流电路原理同步整流电路是一种常见的电源电路，它的原理和应用在电子领域中有着广泛的应用。

在这篇文档中，我们将深入探讨同步整流电路的原理，以及它在实际应用中的一些特点和优势。

首先，让我们来了解一下同步整流电路的基本原理。

同步整流电路是一种通过外部触发信号来控制整流器的导通和关断，从而实现整流的电路。

它通常由一个整流器和一个触发器组成，触发器根据外部信号来控制整流器的导通和关断。

这种方式可以有效地减小整流器的开关损耗，提高整流效率，降低功率损耗。

在实际应用中，同步整流电路有着许多优势。

首先，它可以提高整流效率，减小功率损耗。

由于同步整流电路可以根据外部信号来控制整流器的导通和关断，因此可以在整流过程中减小开关损耗，提高整流效率。

其次，同步整流电路可以提高电路的稳定性和可靠性。

由于触发器可以根据外部信号来控制整流器的工作状态，因此可以有效地减小电路中的波动和干扰，提高电路的稳定性和可靠性。

除此之外，同步整流电路还可以在一些特殊的应用场合中发挥重要作用。

例如，在高频变换器和逆变器中，同步整流电路可以有效地减小开关损耗，提高电路的工作效率。

在一些高性能的电源电路中，同步整流电路也可以提高电路的性能和可靠性。

总的来说，同步整流电路是一种在电子领域中应用广泛的电源电路，它的原理和应用有着重要的意义。

通过对同步整流电路的原理和特点进行深入的了解，我们可以更好地应用它在实际的电子设计和制造中，提高电路的性能和可靠性，推动电子技术的发展。

在实际的工程设计中，我们需要根据具体的需求和应用场合来选择合适的同步整流电路，并进行合理的设计和优化。

通过合理地应用同步整流电路，我们可以提高电路的效率和性能，满足不同的应用需求，推动电子技术的发展和进步。

综上所述，同步整流电路是一种在电子领域中应用广泛的电源电路，它的原理和应用有着重要的意义。

通过对同步整流电路的原理和特点进行深入的了解，我们可以更好地应用它在实际的电子设计和制造中，提高电路的性能和可靠性，推动电子技术的发展。

半桥llc+同步整流
“半桥LLC+同步整流”是一种电源转换技术，其中LLC（谐振转换器）和同步整流是两个关键组成部分。

1.LLC：LLC是一种谐振转换器，它利用磁性元件和开关元件的谐振特性，实
现高效率的电能转换。

LLC转换器具有高效率、高功率密度和易于并联等优点，因此在许多电源应用中得到广泛应用。

2.同步整流：同步整流是一种整流技术，它使用MOSFET（金属氧化物半导
体场效应晶体管）代替传统的肖特基二极管进行整流。

由于MOSFET具有低导通电阻和高电子饱和迁移率，因此同步整流可以显著提高整流效率。

在“半桥LLC+同步整流”中，半桥LLC作为主电路，同步整流作为整流部分。

这种技术结合了LLC的高效率和同步整流的低损耗特性，可以实现更高的电源效率。

总结来说，“半桥LLC+同步整流”是一种高效、低损耗的电源转换技术，它结合了LLC谐振转换器和同步整流的优点，可以应用于许多需要高效率、高功率密度的电源应用中。

同步整流及 LLC 死区时间目录1. 同步整流概述2. LLC 调制技术简介3. 死区时间的重要性4. 提高死区时间的方法5. 结语1. 同步整流概述同步整流是一种用于直流电源系统中的电路，它的作用是将交流输入电压转换为直流电压输出。

这种电路通常用于电力电子设备中，例如变流器、逆变器等，也被广泛应用于新能源领域，如光伏发电系统、风力发电系统等。

同步整流电路的性能对整个系统的效率和稳定性具有非常重要的影响。

2. LLC 调制技术简介LLC 调制（LLC Resonant Converter）是一种高效率、高性能的拓扑结构，常用于电源转换器中。

它由电感、电容和开关器件组成，能够在较高的频率下工作，因此具有较高的功率密度和转换效率。

LLC 调制技术在大功率电源领域得到了广泛的应用，尤其在高性能服务器、通信设备、工业设备等方面发挥了重要作用。

3. 死区时间的重要性在同步整流及 LLC 调制电路中，死区时间是一个至关重要的参数。

它指的是两个开关器件同时导通或关断时的时间间隔，这个间隔时间是为了避免在交流电源转换到直流电压时引起破坏性的电流冲击。

如果死区时间设置不合理，就容易导致开关器件同时导通或关断，造成开关器件损坏或系统性能下降。

合理设置死区时间对于同步整流及 LLC 拓扑电路的稳定工作至关重要。

4. 提高死区时间的方法为了提高死区时间的准确性和稳定性，工程师们提出了一系列方法和技术。

采用精准的时间控制器和逻辑电路可以确保死区时间的精确控制，以满足不同工况下的要求。

采用智能的控制算法，结合实时反馈的信息，可以动态调整死区时间，适应不同的工作环境。

采用高性能的开关器件或者增加并联开关器件的方式，也可以有效降低死区时间的影响，提高系统的稳定性和可靠性。

5. 结语同步整流及 LLC 调制技术在电力电子领域有着广泛应用和发展前景，而死区时间作为关键参数之一，对于整个系统的性能和稳定性具有重要影响。

随着技术的不断进步和创新，相信工程师们会提出更多更优秀的方法和技术，进一步提高死区时间的准确性和稳定性，为同步整流及 LLC 调制电路的性能提升和系统可靠性保障提供更好的保障。

同步整流技术介绍开关电源的同步整流技术同步整流技术简介1概述近年来，为了适应微处理器的发展，模块化电源的发展呈现出两个明显的发展趋势：低电压和快速动态响应。

在过去的10年里，模块化电源极大地改善了分布式电源系统的外观。

即使在安装成本敏感的设备（如线路卡和单板）时，模块电源也提供了一个有吸引力的解决方案。

然而，高速处理器不断降低的工作电压需要一种新的电压方案来适应未来，特别是考虑到肖特级二极管整流模块的效率不能令人满意。

同步整流电路应运而生，以满足低压输出的要求。

由于普通肖特基二极管的正向压降大于0.3V，因此在低电压输出时，模块的效率不可能很高。

一些数据表明，使用肖特基二极管的隔离直流模块电源的效率可以根据以下公式估算：voutvout(0.1voutvcuvf)0.1vout——一次侧和控制电路的损耗vcu―印制板的线路损耗VF-整流器传导压降损失我们假设采用0.4v的肖特基整流二极管，印制板的线路损耗为0.1v，则1.8v的模块最大的估算效率为72%。

这意味着28%的能量被模块内部损耗了。

其中由于二极管导通压降造成的损耗占了约15%。

随着半导体工艺的发展，低压功率mos管的的有着越来越小的通态电阻，越来越低的开关损耗，现在ir公司最新的技术可以制作30v/2.5mω的mos管，在电流为15a时，导通压降为0.0375，比采用肖特基二极管低了一个数量级。

所以近年来对同步整流电路的研究已经引起了人们的极大关注。

在中大功率低压输出的dc-dc变换器的产品开发中，采用低压功率mosfet替代肖特基二极管的方案得到了广泛的认同。

今天，采用同步整流技术的on-board模块已经广泛应用于通讯的所有领域。

2同步整流电路的工作原理介绍开关电源的同步整流技术图1同步整流正激电路原理图（无复位绕组）同步整流电路与普通整流电路的区别在于它采用了mos管代替二极管，而mos管是它驱的开关器件，必须采用一定的方式控制mos管的开关。

开关电源同步整流工作原理
开关电源同步整流是一种常用的高效率电源设计技术。

其工作原理是
在开关电源的输出端介入一个同步整流电路，在开关管导通时，同步
整流管关断，反之，同步整流管导通，开关管关断。

该技术可以有效
地减小开关电源在输出电压端的压降，从而降低功率损耗，提高转换
效率。

同步整流器的工作原理如下：
1.当开关管导通时，同步整流管关断，输出电容开始放电，电压逐渐降低，但不会到达0V，因为同步整流管的导通使得输出电容通过同步整流管流出电流。

2.当开关管关断时，同步整流管导通，电流由同步整流器流回到输出端，使得输出电容得到重新充电，从而保证输出电压的稳定性。

同步整流器的优点在于，相比传统整流电路，同步整流电路在输出端
引入了一定的电阻，但在同样输出功率下，同步整流电路可以实现更
高的转换效率。

此外，同步整流电路还可以减小开关电源在输出电压
端的噪声幅度，提供更加稳定的输出电压。

同时，同步整流器还可以
减少开关电源对输出电容的压力，从而提高电容使用寿命。

总之，开关电源同步整流是一种有效提高开关电源转换效率、改善输出电压稳定性的技术。

在实际应用中，根据不同的电源设计需要和要求，可以选择不同类型的同步整流器，并进行相应的参数调整，以达到最佳的工作效果。

同步整流对频率的要求同步整流是一种广泛应用于电力电子领域的技术，它可以将交流电变换为直流电。

在实际应用中，同步整流对频率有一定的要求。

以下将对同步整流对频率的要求进行详细介绍。

首先，同步整流对频率的要求来自于交流电源的特性。

交流电是周期性变化的电流和电压，其频率表示每秒钟往复变化的次数。

在同步整流中，交流电源的频率会直接影响整流功率器件的开关频率和输出电压的稳定性。

因此，同步整流对频率的要求主要体现在两个方面。

一方面，同步整流对频率的要求在于要求输入交流电源的频率稳定。

交流电源的频率稳定性能直接影响到整流功率器件的开关频率和输出电压的稳定性。

如果交流电源的频率波动较大，那么整流器件的开关频率也会相应地波动，导致整流功率的波动，从而影响到输出电压的稳定性。

因此，同步整流对输入交流电源的频率有一定的要求，一般要求频率稳定在额定频率的范围内，通常为50Hz或60Hz。

另一方面，同步整流对频率的要求在于要求开关频率与交流电源频率的同步性。

同步整流的原理是通过开关器件对输入交流电源进行开关控制，控制开关频率。

在开关频率与交流电源频率同步的情况下，可以最大限度地减小功率器件和磁性元件的损耗，提高整流效率。

因此，同步整流对开关频率与交流电源频率的同步性有较高的要求，通常要求两者的波形要相互匹配。

此外，同步整流对频率的要求还可以进一步细分为以下几个方面：1.频率范围要求：同步整流系统对交流电源的频率范围有一定的要求，一般要求在额定频率的正负几个百分点内。

2.频率稳定性要求：同步整流系统对交流电源的频率稳定性也有一定的要求，以保证输出电压的稳定性。

频率稳定性要求的具体数值可以根据实际情况来确定。

3.开关频率和交流电源频率的同步性要求：同步整流系统要求开关频率和交流电源频率的波形要相互匹配，以实现最佳效果。

总之，同步整流对频率的要求主要体现在输入交流电源的频率稳定性和同步性上。

只有在频率符合要求的情况下，同步整流系统才能正常工作，提供稳定的直流输出。

具有同步整流技术的低压大电流开关电源设计[摘要]传统的开关电源纹波较大，稳定性不高，效率低。

整流方式采用二极管整流容易使在二极管上的压降过大，无法达到低压大电流的电源。

本文讨论了用ltc3901来驱动mosfet整流，大大降低了整流压降，提高了电源的稳定性和效率。

[关键词]pwm；半桥逆变；整流中图分类号：td327.3 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）14-0259-011、概述本文所设计的低压大电流开关电源是接入电压为电网电压。

由于电网上有各种干扰，所以先要进行滤波设计。

然后是整流输出，传统的整流是通过二极管整流，但是二极管的压降过大，在低电压输出的情况下二极管上的损耗过多，因此需要用性能较好的mosfet 来整流，mosfet的压降比二极管要小得多，要求输出电压为5v，整流器需要加上一个整流控制，这样才能使输出电压达到理想值。

为了让输出电压趋于稳定，需要加上电压检测反馈电路，当输出电压发生变化时，通过反馈回路使得输出电压稳定在5v，因为输出电压为直流，其电压检测的反馈信号同样为直流，这就需要将电网电压整流后在逆变，然后再整流成输出电压。

先整流滤波的另外一个好处是可以防止电源的高频干扰反串进电网中去，反馈信号可以通过驱动电路来控制逆变电路，使得整流输入电压改变，这样就可以控制输出电压。

整流后的电压要求纹波较小，所以必须加上输出滤波电路。

整个电路的器件不能因为电流过大而损坏，因此需要加上过流保护电路来保证电路的安全性。

2、低压大电流开关电源的基本原理2.1 逆变技术与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。

当交流侧接在电网上，即交流侧接电源时，称为有源逆变；当交流侧和负载连接时，称为无源逆变。

逆变电流的应用非常广泛。

在已有的各种电源中，蓄电词、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。

另外，交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心都是逆变电路。

同步整流原理
同步整流原理是一种电路技术，用于将交流电转换为直流电。

该原理基于两个重要的电子元件：二极管和电容。

通过将二极管和电容组合在一起，可以实现将交流电信号变为直流电信号。

具体来说，当交流电信号输入电路时，二极管会根据其正负半周的特性，只允许电流在一个方向上通过。

在正半周中，二极管的正极与输入信号的正极连接，电流可以通过二极管。

在负半周中，二极管的正极与输入信号的负极连接，电流无法通过二极管。

电容的作用是平滑输出信号。

在正半周中，电容通过二极管充电，存储电能。

在负半周中，二极管停止导通，电容开始释放存储的电能，以供电路输出使用。

由于电容的充放电特性，输出信号将变为较为平滑的直流信号。

通过二极管和电容的组合，交流信号经过整流和平滑处理后，可以得到一个较为稳定的直流输出。

同步整流原理的主要应用是转换低电压的交流信号为直流信号，并广泛应用于电源和通信系统中。

它能够有效减小电源中的噪声和纹波，并提供稳定的直流电流供应。

任何需要使用稳定直流电的领域都可能会采用同步整流技术。

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。

电源设计的同步整流技术随着科技的发展，电力需求不断增加，对高效能源的需求也逐渐增加。

因此，同步整流技术应运而生。

同步整流技术是指在电源设计中采用一种控制方法，使得输出电流与输入电流同步，从而提高整体系统的效率和稳定性。

同步整流技术的原理是通过对输入和输出的电流进行精确的控制，使其在时间和幅度上保持同步。

这样可以避免功率损耗和系统能量浪费，从而实现高效能源的利用。

与传统的非同步整流技术相比，同步整流技术具有更高的转换效率和更低的电压波动。

在同步整流技术中，有两种常见的实现方式：主动式和无源式。

主动式同步整流技术是通过电路中的开关管进行控制，实现输入和输出电流的同步。

主动式同步整流技术的特点是具有高效率和高可靠性，适用于大功率和高频率的应用。

常见的主动式同步整流电路包括有源整流器、LLC谐振整流器等。

无源式同步整流技术是通过电路中的无源元件（如二极管、电感器等）进行控制，实现输入和输出电流的同步。

无源式同步整流技术的特点是结构简单、成本低廉，适用于小功率和低频率的应用。

常见的无源式同步整流电路有无源整流桥、谐振型无源整流器等。

无论是主动式还是无源式同步整流技术，在设计过程中都需要考虑一些关键因素。

首先，要考虑电源的输入和输出功率的匹配。

输入功率越接近输出功率，整流效率就越高。

其次，还需要考虑电路的设计参数，如开关频率、电感和电容的选择等。

合理的设计参数可以提高整流系统的效率和稳定性。

同步整流技术不仅可以应用于传统的交流-直流电源设计，还广泛应用于新能源领域，如风电、太阳能等。

在这些领域中，同步整流技术可以将可再生能源转换为可用的电能，提高能源转换效率，促进可再生能源的开发和利用。

综上所述，同步整流技术是一种提高电源设计效率和稳定性的重要方法。

在电力需求不断增加和对高效能源的需求日益增加的背景下，同步整流技术具有重要的应用前景。

通过不断的研究和创新，同步整流技术有望在未来实现更高效、更稳定的能源转换。

基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计随着电子设备的不断普及，稳定可靠的电源设计变得尤为重要。

本文将介绍一种基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计，以满足电子设备对稳定电源供应的需求。

1. 概述同步整流Buck稳压开关电源是一种能够有效降低开关功率损耗的电源设计方案。

通过使用单片机控制同步整流MOS管的开关时间，可以实现高效率、低功耗的稳压功能。

本文将详细讨论该电源设计的工作原理和关键部件选择。

2. 设计原理同步整流Buck电源的工作原理基于Buck拓扑结构，通过单片机控制同步整流MOS管的开关时间来实现稳压功能。

具体的设计步骤如下：（1）选择适当的功率电感、电容和二极管，以满足输出电压和电流的需求。

（2）基于单片机的PWM控制器生成开关信号，控制主开关管和同步整流MOS管的开关时间。

（3）PWM控制器还监测输出电压的变化，并根据反馈信息调整开关时间，以保持稳定的输出电压。

3. 关键部件选择在同步整流Buck稳压开关电源设计中，几个关键的部件选择将决定电源性能的好坏。

以下是一些关键部件选择的建议：（1）功率电感：选择具有适当的电感值和电流能力的电感，确保能够提供稳定的电流输出。

（2）电容：选择低ESR值的电容，以减少输出纹波电流和电压。

（3）同步整流MOS管：选择低导通压降的MOS管，以减小开关功率损耗。

（4）PWM控制器：选择具有高精度和快速响应特性的PWM控制器，以实现精确的稳压功能。

4. 效果与改进基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计具有以下优点和改进空间：（1）高效率：同步整流技术能够有效减小开关功率损耗，提高电源的整体效率。

（2）稳定性：通过单片机的PWM控制器，可以实现精确的输出稳压，并对输入电压和负载变化进行动态调整。

（3）改进空间：可以进一步优化电源设计，如改进PWM控制算法、使用高效率的元件等，以提高电源性能和稳定性。

综上所述，基于单片机的同步整流Buck稳压开关电源设计是一种高效、稳定的电源解决方案。

现代电子技术Modern Electronics TechniqueFeb.2022Vol.45No.42022年2月15日第45卷第4期0引言随着功率半导体器件的不断发展和电力电子技术的不断进步，电源半导体产品市场呈现出快速增长的趋势，电源管理模块应用领域更加广泛，如汽车、工业、电信和网络、消费性电子等[1]。

现代电子设备电源分为线性稳压电源和开关稳压电源两大类。

线性稳压电源调整管工作在线性状态下，在实际应用中存在系统功率转DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2022.04.018引用格式：洪怡雯，陈伯文，戴东峰，等.同步整流BUCK 型DC⁃DC 稳压开关电源设计[J].现代电子技术，2022，45（4）：94⁃100.同步整流BUCK 型DC⁃DC 稳压开关电源设计洪怡雯1，陈伯文1，2，戴东峰3，吴金炳2（1.苏州大学电子信息学院，江苏苏州215006；2.苏州路之遥科技股份有限公司，江苏苏州215153；3.华硕科技苏州有限公司，江苏苏州215011）摘要：为了提高DC⁃DC 电源系统的性能，解决传统的线性直流稳压电源系统功率转换效率低、调压功率损耗大、输出响应速度慢等问题，文中采用同步整流技术和跨导的Type Ⅲ型补偿网络设计，建立同步整流BUCK 型DC⁃DC 稳压开关电源线路。

以UP1540电源控制器和NMOS 同步整流场效应管（NTMFS4C10）为主要元器件，利用PWM 斩波来控制同步整流场效应管导通、截止，通过电感和电容进行电路能量交换和滤波，再通过Type Ⅲ环路补偿型来实现电路的安全性和输出电压的稳定性。

实验结果表明，同步整流BUCK 型DC⁃DC 稳压开关电源具有良好的功率转换效率、更小的调压功率损耗和更快的输出响应速度，达到了预期设计目标。

说明采用同步整流技术和跨导的Type Ⅲ型补偿网络设计来优化BUCK 型DC⁃DC 稳压开关电源，可提高电路的功率转换效率和稳定性。

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。