什么是同步整流

什么是同步整流

所谓的同步整流就是指，当需要原边往副边传输能量的时候，副边相应的MOS管就打开，让电流流过，反之，不需要传输能量的时候，MOS管则关断，阻止电流流过。

举例说明，在反激中，主开关管关断的时候，副边的同步整流MOS管就打开，让电流流过。当主开关管打开的时候，同步整流MOS管关断，阻止电流流过，变压器存储能量。

换言之，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。

何谓同步整流控制 

同步整流电路
                            
一个N沟道功率MOSFET管的电路图形符号。它有三个极：D(漏极)、S(源极)和G(栅极)。D、S间有一个反并联二极管，还有输出结电容。功率MOSFET管作为作为开关使用时,驱动信号加在栅极和源极(GS)间,作为同步整流使用时虽然DS间仍类似一个开关管,但其驱动方式有自驱动和外驱动两种,为了实现同步，自驱动同步整流MOSFET管驱动信号加在栅极和漏极(GS)间。下面举一个例子，说明自驱动同整流原理。图1表示一个正弦半被整流电路,用自驱动同步整流（SR）代替二极管D。漏极接在变压器输出同名端,栅极通过电阻R1(以防CD间电压过高)接在变压器输出的另一端。当同名端为高电位时，G为低电位，SR阻断。当同名端为低电位时，G为高位，SR开通，于是负载Ro上得到正弦半波电压，实现了整流.

图1(a)中利用变压器实现功率MOSFET管门极驱动信号与DS极间开关同步,这种整流方式称为同步整流(SR)的原因源于此，又称为反驰式转换器整流方案.自驱动方式也比较简单而其缺点是：开关变换器输出电路接入SR，门极驱动电压VG未必是常数，与占空比D及输入电压Vs’有关。当占空比D及输入电压变化范围较广时，VG或太大，或太小，使SR损耗也增大。

用外驱动方式时，栅极驱动电压VG作为开关管一样；加在MOSFET管的栅源(GS)极间。它的缺点是：需要控制检测、定时逻辑、同步变厌器、以及高速驱动电路等，比较复杂，价格贵，开发周期长，一定程度上限制了外驱动同步整流的广泛应用。现在人们正努力改进作为SR的功率MOSFET管的性能参数，使之适用于开关频率为1-10MHz的DC-DC变换器的整流电路。作为SR的MOSFET管，从器件设计角度考虑，有三关键参数：损耗、体内二极管恢复时间trr及击穿电压.
                                   
而作为AC-DC反驰式转换器整流方案的选择，就在于简单的整流二极管和使用MOSFET的复杂“电流互感器”及同步整流（SR）解决方案之间(见图1(a)所示)。从系统的考虑,如效率、尺寸、成本与设计的复杂性来看，意味着过去整流二极管(见图1(b)所示)是仅用于90W-120W的中低功率系统而言，而如今SR技术则可用于高功率系统之中。

同步整流的基本原理

单端正激、隔离降压同步整流的基本原理电路中，其中，Q1、Q2为功率MOSFET。该电路的工作原理为在次级电压的正半周期，Q1导通、Q2关断，在次级电压的负半周期，Q2导通、Q1关断。同步整流电路的功率损耗主要包括MOSFET的导通损耗和栅极驱动损耗，在开关频率低于1MHz时，以导通损耗为主。

图2同步整流的基本原理图
 

正激式DC/DC变换器在功率管截止期间必须有将高频变压器复位的电路，以防止变压器磁芯饱和，一般采用C、R、VD无源箝位电路。当功率管V截止时，高频变压器初级线圈由R、VD电路构成的放电通路使变压器复位。

同步整流控制新技术与应用

众所周知,电源在计算机、工业和电信领域的应用已经得到了认可。为了优化的系统应用，电源均可采用了标准的工业机械结构和高性能连接技术。然而，传统的电源沿用的是传统的二极管整流技术，应用时会造成很大的功率损耗并且限制了可用输出功率。为此将应用新型的同步整流技术,即,次级同步整流并带有输出电流匀流功能的集成控制器与智能整流IC,使其电源在效率和性能方面都有了很大的提高。