开关电源同步整流电路设计与应用实例

第4章同步整流技术•内容——意义；基本原理；驱动方式——同步整流电路；同步整流技术的应用•目标——电路的结构及工作原理、电路分析及应用4.1 概述•高速超大规模集成电路的尺寸的不断减小，功耗的不断降低，要求供电电压也越来越低。

•在低电压(低于3V)大电流输出DC-DC变换器的整流管，其功耗占变换器全部功耗的50～60％。

•用通态损耗低的功率MOS管－同步整流管代替整流二极管，可提高DC-DC变换器的效率。

•同步整流技术的优点：正向压降很小，阻断电压高，反向电流小等4.2 同步整流技术的基本原理•功率MOS管反接作为整流管使用：源极S相当于二极管的阳极A，漏极D相当于二极管的阴极K。

在门极和源极(GS)间加驱动信号。

•门极电压与漏源极间电压变化同步，因此称为同步整流。

功率MOS管用做同步整流，三个关键参数：1. SR的功耗：损耗因数K：2. SR的体二极管恢复时间trr 3.SR的阻断电压22 SR Frms on in GS P I R C V f =+on inK R C=4.3 同步整流驱动方式•驱动电路性质：电压型驱动、电流型驱动•驱动电压的来源：外驱动（控制驱动）、自驱动1．外驱动同步整流技术•驱动电压：来自外设驱动电路•同步信号：主开关管的驱动信号来控制•优点：控制时序精确，SR效率较高•缺点：驱动电路复杂，有损耗，价格贵，开发周期长2．电压型自驱动同步整流•驱动电压：SR所在回路中的某一电压•要求：波形转换快，时序准确，无死区•优点：简单，实用•缺点：驱动方式随电路结构而不同；受输入电压变化范围的影响；受变压器漏感影响；不能用于并联工作的SR-DC／DC变换器中；对变换器轻载时的工作有影响。

3．电流型自驱动同步整流•驱动电压：SR中的电流通过电流互感器产生•优点：驱动波形无死区，不受输入电压影响，不受电路结构的影响，可用于并联运行的DC-DC变换器。

•缺点：电流检测元件有损耗，能量回馈的电流型自驱动SR方案4.4 同步整流电路1. 全波SR电路2．倍流SR电路4.5 SR-Buck变换器4.6 SR-正激变换器1.有磁复位绕组的SR-正激变换器2．SR-有源钳位正激变换器4.7 SR-反激变换器。

第五章开关电源新技术5－1电源PFC技术5－2 同步整流技术同步整流的概念整流电路是DC/DC变换器的重要组成部分，传统的整流器件采用功率二极管。

由于功率二极管的通态压降较高(压降最小的肖特基二极管也有0.55～0．65 V)，因此整流损耗较大。

由于集成电路已逐渐采用微功耗设计，供电电压逐渐降低，某些工作站和个人电脑要求有3.3 V甚至低至1.8 V的供电电压［1］。

显然，DC/DC变换器在输出如此低的电压时，整流管的功耗占输出功率的比重将更大，致使变换器效率更低。

另一方面，仪器设备的小型化设计要求尽量缩小其电源的体积，但耗散功率大恰成为电源小型化、薄型化的障碍。

80年代初，高频功率MOSFET刚开始得到发展，NEC公司的S.IKEDA等人就提出了一种新的整流管［2］，即采用功率MOSFET代替功率二极管作为整流元件，从而实现了输出整流管通态压降小、耗散功率低，效率高的DC/DC变换器。

功率MOSFET是一种电压型控制器件，它作为整流元件时，要求控制电压与待整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称为同步整流电路。

为满足更高频率、更大容量的同步整流电路的需要，人们不断地探索并提出更新的功率MOSFET结构［3］。

5－2－1 自控制同步整流电路拓扑分析图1为倍流同步整流有源箝位DC/DC变换器的主电路拓扑图。

变换器采用有源箝位电路，Vin 为直流输入电压，S1为主开关，S2为辅助开关，S 3和S4为同步整流管(S1～S4均为N型MOS管)，T为隔离变压器，S2和C组成有源箝位网络。

D1～D4代表S1～S4的体二极管，C1～C4代表S1～S4的等效结电容，Llk为T的漏感，Lm 为T的励磁电感，T1为理想变压器，变比为N∶1。

工作时S1和S 2轮流导通，当S1关断时，S2导通，箝位电容C被并联到T的原边，为漏感电流提供一个低阻抗的无损耗的通路，从而在每个开关周期中以最小的损耗来吸收和回放电能，同时变压器T铁心磁通又可自动复位。

随着现代电子技术向高速度高频率发展的趋势，电源模块的发展趋势必然是朝着更低电压、更大电流的方向发展，电源整流器的开关损耗及导通压降损耗也就成为电源功率损耗的重要因素。

而在传统的次级整流电路中，肖特基二极管是低电压、大电流应用的首选。

其导通压降基本上都大于0.4V，当电源模块的输出电压随着现代电子技术发展继续降低时，电源模块的效率就低得惊人了，例如在输出电压为3.3V时效率降为80%，1.5V输出时效率不到70%，这时再采用肖特基二极管整流方式就变得不太可能了。

为了提高效率降低损耗，采用同步整流技术已成为低电压、大电流电源模块的一种必然手段。

同步整流技术大体上可以分为自驱动（selfdriven）和他驱动（controldriven）两种方式。

本文介绍了一种具有预测时间和超低导通电阻（低至2.8mΩ/25℃）的他驱动同步整流技术，既达到了同步整流的目的，降低了开关损耗和导通损耗，又解决了交叉导通问题，使同步整流的效率高达95%，从而使整个电源的效率也高达90%以上。

1SRM4010同步整流模块功能简介SRM4010是一种高效率他激式同步整流模块，它直接和变压器的次级相连，可提供40A的输出电流，输出电压范围在1∽5V之间。

它能够在200∽400kHz 工作频率范围内调整，且整流效率高达95%。

如果需要更大的电流，还可以直接并联使用，使设计变得非常简单。

SRM4010模块是一种9脚表面封装器件，模块被封装在一个高强电流接口装置包里，感应系数极低，接线端功能强大，具有大电流低噪声等优异特性。

SRM4010引脚功能及应用方式一览表引脚号引脚名称引脚功能应用方式1CTCHCatch功率MOSFET漏极接滤波电感和变压器次级正端2FWDForward功率MOSFET漏极接变压器次级负端3SGND外控信号参考地外围控制电路公共地4REGin内部线性调整器输入可以外接辅助绕组或悬空5REGout5V基准输出可为次级反馈控制电路提供电压6PGND同步整流MOSFET功率地Catch和Forward功率MOSFET公共地7CDLY轻载复位电容端设置变压器轻载时的复位时间8CPDT同步整流预测时间电容端Catch同步整流管设置预置时间9SPD振铃鉴别端区分CatchMOSFET导通和振铃2SRM4010同步整流模块的应用实例及其工作原理分析SRM4010模块仅和C2、C3两只电容就完成了同步整流功能，其工作原理如下：在初级开关管(V3)导通期间，模块中的CatchMOSFET截止，电流从变压器次级正端流经输出电感、输出电容和负载，在经ForwardMOSFET回到变压器次级负端；当初级开关管截止时，变压器中电流回零，模块的1脚因输出电感的电流因素也下降到0V，在这种情况下，电流流经CatchMOSFET的体二极管，随即Catc hMOSFET导通以减小电压降，体二极管的导通时间要特别短。

同步整流应用说明如第一图Ａ所示，其系一般返驰式交换电源供应器之电路装置。

其中Q1为金氧半场效晶体管具有小信号控制其on/off作用之开关组件。

而D1于导通时会产生0.4V-1.5V不等之电压降（此为二极管之特性），因此当输出电压（Vo）低时常发生效率低，二极管（D1）消耗功率过大需大面积之散热片等情事。

例如当Vo为5Vdc，D1之压降为0.4V，D1反向耐压为30Vdc，电源供5应器之输出为50w（5v/10A），因此于D1上的消耗功率为0.4V*10A=4W，不计其它组件之消耗，此电源供应器之效率（Efficiency）为50w/(50w+4w)=92.6%。

如第一图Ｂ所示，其系目前返驰式交换电源供应器之电路装置。

为了提高返驰式电源供应器之效率，若于D1位置改以Q2金氧半场效晶体管代替，以今日科技水准MOSFET可轻易做到10毫欧姆左右之ＲDS (on)，如SI4410，可将消耗功率降低甚多，克服上述困扰。

以上例做为比较，Vo10为5Vdc，Q2以SI4410（ＲDS =11毫欧姆，ＶDS=30V）取代，输出功率为50W（5V/10A）则Q2之压降为10A*11毫欧姆=110mVdc，Q2之消耗功率为110mV*10A=1100mW=1.1W不计其它组件之消耗功率之效率为50W/(50W+1.1W)=97.8%较使用二极管之效率提升5.2%，此为目前工程人员追求之目标，惟，以Q2取代D1的过程中仍有其技术瓶颈存在。

如第二图所示，其系习知之返驰变压器各点之电压波形及电流波形。

Q2必须很精准的控制15在t1周期导通，同时在t2,t3来临前截止，通常t1较易控制，吾人可利用VN2为触发信号，延迟少许时间(DELAY TIME)后令Q2导通即可，但返驰变压器t2,t3之周期则随负载（IO）之变化而改变，相当难以预测，且t3产生前需将Q2截止，否则，Co将经由Q2对次极线圈N2放电，而于Q1再次导通时产生一逆向电流而可能致使Q1烧毁。

平板电视同步整流电路的原理及电路分析（一）郝铭一、什么是同步整流？在开关电源电路中，同步整流就采用导通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，这项技术的主要内容是：如何解决单独本身并不具有像整流二极管一样的单向导电性的MOSFET,来完成整流的工作。

图1所示；是传统的开关电源整流电路，图1中Q是开关管；T是开关变压器；D是整流二极管；C是滤波电容。

图1 图2图2所示；是用MOS管Q2代替整流二极管D的开关电源整流电路。

从图2中可以看到；原图1中的整流二极管D被MOS管Q2所取代。

在图1中，二极管D是具有单向导电性，可以独立的完成开关变压器次级L2两端的交变电势的整流工作。

而图2中的Q2是一个MOS管，是一个受栅极电压控制的双向导通的开关元件，独自本身并不具有单向导电性，在图2中用Q2（MOSFET）取代整流二极管作为单向导电的整流工作，就必须在Q2的栅极施加一个和被整流电压振幅同步变化的同步激励信号，就能起到和整流二极管相同的整流效果，如图3所示。

图3二、同步整流电路的工作原理及过程：在T1时间，图4所示：L2上端为“正”，Q2的激励电路给Q2提供一个控制Q2导通的高电平，Q2导通输出为“正”对电容C充电，并输出对负载供电。

在T2时间，图5所示：L2上端为“负”，Q2的激励电路给Q2提供一个控制Q2截止的低电平，Q2截止输出为“零”，这时由电容C在T1时间所充的电能维持对负载的供电。

可以看出；用MOSFET取代普通具有单向导电性能整流二极管的整流电路，其电路的作用、效果完全一样，但是在电路上必须要增加一个控制Q2 (MOSFET)“导通/关闭”和被整流电压相位同步的激励电路，所以采用MOSFET取代普通二极管的整流电路称为同步整流电路。

图4 图5三、为什么要采用同步整流电路1、开关电源采用普通整流二极管在大电流负载时的弊端大家都知道，由于数字技术大规模的应用与各个领域，特别大规模数字集成电路的普片应用，这些电路工作电源的提供也和过去的模拟电路发生了巨大的变化，过去的半导体模拟电路、模拟集成电路对信号的处理要考虑到非线性失真的问题，所以VCC供电一般都是8V—12V左右，电流都不大,最多1A左右。

同步buck整流电路同步buck整流电路是一种常见的电力转换电路，用于将输入电源的直流电压转换为较低的输出电压。

它具有高效率、稳定性好、体积小等优点，在各种电子设备中得到广泛应用。

同步buck整流电路由开关管、同步整流二极管、电感和电容等元件组成。

其工作原理是通过周期性地打开和关闭开关管来控制电源输出的电压。

当开关管关闭时，电感中储存的能量会导致电感两端电压升高，此时同步整流二极管导通，将电感中的能量传递给负载。

当开关管打开时，电感中的能量会导致电感两端电压降低，此时同步整流二极管关闭，避免反向电流对电源造成损害。

同步buck整流电路的整流效率高于传统的非同步整流电路，主要原因是同步整流二极管能够减小开关管的导通压降。

在传统的非同步整流电路中，二极管的导通会引起较大的正向压降，导致能量的损失。

而同步整流二极管具有较低的导通压降，减小了能量的损失，提高了整流效率。

同步buck整流电路还可以实现输出电压的稳定调节。

通过调整开关管的导通时间比例，可以控制输出电压的大小。

当需要降低输出电压时，增加开关管的导通时间比例；当需要提高输出电压时，减小开关管的导通时间比例。

这种调节方式可以在较宽的范围内实现输出电压的精确控制。

同步buck整流电路在实际应用中还需要考虑一些问题。

首先是开关管和同步整流二极管的选择。

开关管需要具有较低的导通压降和开关损耗，同步整流二极管需要具有较低的反向导通压降和导通时的导通压降。

其次是电感和电容的选择。

电感需要具有较低的内阻和较高的饱和电流，电容需要具有较低的ESR值。

这些元件的选择对于整流电路的性能和稳定性具有重要影响。

在设计和布局同步buck整流电路时，还需要考虑电磁干扰和散热等问题。

由于开关管的高频开关动作会产生较大的电磁干扰，因此需要采取一些措施来减小干扰的影响。

例如，在布局时要合理安排元件的位置，尽量减少回路面积；在设计时要注意选择合适的滤波电容和屏蔽措施。

同时，由于开关管在导通和关断过程中会产生较大的功耗，需要设计合理的散热系统来保证元件的工作温度不超过允许值。

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。

方案分享一种同步整流式DC作为一种比较常见的电源管理配件，工程师们平时所用到的DC-DC变换器种类繁多，不同的电源变换器在工作应用方面也有各自的长处。

在今天的方案分享中，我们将会为工程师们分享一种同步整流式DC-DC变换器的设计，希望能够通过本文的介绍，对大家的新产品研发工作有所帮助。

 在本次的方案分享中，我们所设计的电源变换器为正激、隔离式结构，其本身的输出功率为16.5W。

这种电源变换器采用单片开关式稳压器DPA424R，其本身的直流输入电压范围是36～75V，输出电压为3.3V，输出电流为5A。

这一电源转换器主要采用400kHz同步整流技术，大大降低了整流器的损耗。

当直流输入电压为48V时，电源效率η=87%。

变换器具有完善的保护功能，包括过电压欠电压保护，输出过载保护，开环故障检测，过热保护，自动重启动功能、能限制峰值电流和峰值电压以避免输出过冲。

 在本方案中，这种同步整流是DC-DC电源变换器的主电路图如下图图1所示。

可以看出，在这一主电路系统中，由DPA424R构成的16.5W同步整流系统。

与分立元器件构成的电源变换器相比，可大大简化电路设计。

由C1、L1和C2构成输入端的电磁干扰（EMI）滤波器，可滤除由电网引入的电磁干扰。

 在这种同步整流式变换器的主电路结构中，我们可以看到，电阻R1在该电路系统中主要被用来设定欠电压值UUV及过电压值UOV，因此，当其取值为R1=619kΩ时，则欠电压值UUV=619kΩ×50μA+2.35V=33.3V，而过电压值UOV=619kΩ×135μA+2.5V=86.0V。

当输入电压过高时，则R1还能线性地减小最大占空比，防止磁饱和。

电阻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为1.5A。

电路中的稳压管VDZ1。

摘要开关电源是应用于广泛领域的一种电力电子装置。

它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点，在小功率范围内基本取代了线性电源，并迅速想大功率范围推进，在很大程度上取代了晶闸管相控整流电源。

可以说，开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置的主流技术。

本文首先描述了开关电源的发展，对目前出现的几种典型的开关电源技术作了归纳总结和分析比较，在此基础上指出了开关电源技术的发展状况和开关电源产品的发展趋势。

并且对开关电源的发展史、应用范围、主电路的选择、控制方法作了简要的介绍。

在设计中主要采用了脉宽调制（PWM）、全桥整流、自锁保护等技术，应用了控制芯片UC3842做为PWM控制芯片，对变压器次级线圈采用堆叠式绕法，改进光耦反馈电路的选择，使电路能达到所需基本要求同时，力求稳定、高效。

关键字：开关电源，拓扑结构，变压器，正激式AbstractThe switch power supply is a kind of electric power electronics which applies in the extensive realm to be used.It has an electric power conversion's efficiency high, the physical volume is small, the weight is light, the control accuracy is high with fast etc. advantage, within the scope of small power replaced line power supply, and in high-power scope propulsion quickly, to a large extent,it replaced the thyristor phase - controlled rectifying power supply.We can say, the switch power supply technique is the essential technique which wins small electric power transformation of the power direct current to equip currently.This text described the development of switch power supply first, to a few kinds which appear currently typical model of the switch power supply technique made to induce summary and analysis comparison, pointing out the development trend of the technical development condition of the switch power supply and switch power supply product on this foundation.And introduce the switch power supply’s phylogeny,application, main electric circuit of power supply and controled a method. The design adopted PWM, the whole bridgeses commutated, lock protection etc. technique, applied control the chip UC3842 to be used as PWM control chip, the transformer adoprt adopt pile circle, improve the choice of the electric circuit, make the electric circuit be able to attain need basic request in the meantime, try hard for stability, efficiently.Key words：Switch power supply，topology，transform，Forward目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................ I I 目录 .. (III)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 开关电源的发展历史 (1)1.2.1 国外发展历史 (1)1.2.2 国内发展状况 (2)1.3 目前需要克服的困难 (2)1.4 开关电源的发展趋势 (3)1.5 本文的设计要求 (4)2 开关电源的工作原理 (6)2.1 开关电源的基本构成 (6)2.2 开关电源常用的拓扑结构分析 (6)2.2.1 降压型 (6)2.2.2 升压型 (7)2.2.3 升降压型 (8)2.2.4 反激式 (9)2.2.5 正激式 (11)2.2.6 推挽式 (12)2.3 拓扑结构的确定 (13)3. 基于UC3842的开关电源的设计与实现 (14)3.1 开关电源电路的设计 (14)3.1.1 开关电源电路的总体简介 (14)3.1.2 基于UC3842的基本结构 (14)3.1.3 各部分功能简介 (14)3.2 UC3842芯片简介 (15)3.2.1 UC3842的特点 (15)3.2.2内部结构和引脚图 (16)3.2.3 引脚功能 (16)3.2.4 芯片工作原理 (17)3.3 各部分回路设计 (18)3.3.1 主回路的设计 (18)3.3.2 控制保护回路的设计 (21)3.3.3 反馈电路的设计 (23)3.4 外围主要器件的选取 (23)4. 开关电源变压器的设计 (28)4.1 与变压器相关的一些基本概念 (28)4.2 变压器用料介绍 (30)4.3 高频变压器的设计 (32)4.4 变压器的绕制方法 (35)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录总原理图 (41)1 绪论1.1 引言电子技术的高速发展，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入 90 年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电力检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

高效率开关电源设计实例-- 10W同步整流Buck变换器以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。

有源钳位和元损吸收电路的设计主要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。

采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每一片控制IC芯片时，支付附加费用。

在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。

10W同步整流Buck变换器应用此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器(板载的10W降压Buck变换器)。

在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。

为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。

很多运行性能的微妙之处不能确定，除非认真读过数据手册。

例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。

这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。

更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。

设计指标输入电压范围： DC+10～+14V输出电压： DC+5.0V额定输出电流： 2.0A过电流限制： 3.0A输出纹波电压： +30mV(峰峰值)输出调整：±1％最大工作温度： +40℃“黑箱”预估值输出功率： +5.0V*2A=10.0W(最大)输入功率： Pout/估计效率=10.0W／0.90=11.1W功率开关损耗 (11.1W-10W) * 0．5=0.5W续流二极管损耗： (1l.lW-10W)*0.5=0.5W输入平均电流低输入电压时 11.1W／10V=1.1lA高输入电压时： 11.1W／14V=0．8A估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A设计工作频率为300kHz。

电感设计(参见正激式滤波扼流圈的设计)最恶劣的工作情况是在高输入电压时。

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。

48v升400v非隔离同步整流电路48V升400V非隔离同步整流电路是一种常见的电路设计方案，可以将低电压直流电源升压到高电压直流电源。

本文将介绍该电路的工作原理、电路组成和应用场景。

一、工作原理48V升400V非隔离同步整流电路的工作原理基于开关电源的工作方式。

主要由开关管、滤波电容、电感和控制电路组成。

其工作过程如下：1. 输入电压稳定后，经过开关管进行开关操作，将直流电源的电能转化成高频脉冲信号。

2. 高频脉冲信号经过电感和滤波电容后，变成平滑的直流电压。

3. 控制电路通过对开关管的开关控制，使输出电压保持稳定在400V。

二、电路组成1. 输入电路：包括输入电源和输入滤波电路。

输入电源通常为48V 直流电源，输入滤波电路主要用于去除输入电源中的噪声和干扰。

2. 开关管：常用的开关管有MOSFET和IGBT。

开关管的开关操作由控制电路控制，通过控制开关管的导通和截止，实现输入电源的开关转换。

3. 输出滤波电路：由电感和滤波电容组成，用于平滑输出电压。

4. 控制电路：负责控制开关管的开关操作，保持输出电压稳定在400V。

三、应用场景48V升400V非隔离同步整流电路在工业和通信领域有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 通信设备：通信设备通常需要高电压直流电源供电，而通信基站等设备常用的电源电压为48V。

因此，通过48V升400V非隔离同步整流电路可以方便地将48V直流电源升压到满足通信设备需求的高电压。

2. 工业设备：工业设备中常用的电源电压为400V，通过48V升400V非隔离同步整流电路可以将低电压直流电源升压到满足工业设备需求的高电压。

3. 新能源领域：在新能源领域，如太阳能、风能等，常常需要将低电压直流电源升压到高电压用于电能存储和供电。

48V升400V非隔离同步整流电路可以实现这一需求。

48V升400V非隔离同步整流电路是一种常用的电路设计方案，可以将低电压直流电源升压到高电压直流电源。

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。

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。