反激式转换器的同步整流

　　同步整流这种整流技术特别适用于低压大电流的整流输出场合。当然，反激式转换器适用在较小功率的(如100W)开关电源场合，在使用同步整流技术后可以达到几十安或上百安的低压输出电流。

　　在变压器次级电路将整流二极管换成导通电电阻FON小的功率MOSFET以后，就构成了如图1所示的同步整流电路。下面以电感电流不连续(即能量完全传递)工作模式(DCM)为例进行说明，图2为DCM模式的工作波形。

　　图1 带同步整流的反激式转换器电路

　　在控制电路中，同步整流采用功率MOSFET管后，由于这种管具有双向导电的特性，为了防止次级电流逆流，必须在电流达到零时(即t＝t3)或零过后一个很短的时间里，关断VSR。为了测量零电流点必须增加一个电流检测环节。该环节由W1、w2两个绕组构成如图3(a)所示。W1是初级绕组，W2是次级绕组，并用W2上得到的感应电压来驱动功率MOSFET管VSR。形成电流自驱动的同步整流电路。当次级整流工作时，绕组W1使W2的感应电压提供给VSR开通。当电流反向时，绕组W1使W2的感应电压提供给vSR关断。

　　图2 DCM模式的工作波形

　　图3 电流自驱动反激式转换器同步整流零电流检测电路

　　在t＝t3时刻VSR关断后次级电流谐振，其谐振阻抗为z

　　式中 Lm—励磁电感(nH);

　　C一等效电容(nF),n为匝数比。

　　这种驱动电路是要消耗能量的，为了减小这种损耗，电流检测绕组上的压降必须尽可能得低。在实际电路中－般要达到整波管压降的1／10。比如在图3中，如果USR＝0.1 V，则UCS要在0.01 V左右。而VSR的驱动电压至少要5V，这样会导致W2和W1的匝数比非常大。这不仅使电流检测装置非常笨重，而且还会增大漏感，影响到同步整流管的迅速开通。

　　为了降低能量损耗，可以采用有能量反馈功能的电流检测环节如图3(b)所示。图中通过W3、W4绕组把能量反馈到输出电压LJ。中，其工作过程如下。

　　在反激区间，绕组W，流过的电流折算到绕组W2上的电流给VSR的门极电容充电，当门极电压UGS折算到W3上的电压等于U。时，二极管D1导通并且把能量从绕组w1传递到直流源U。。适当地设计绕组W1、W2和W3的匝数比，vSR的驱动电压就不会随着输人电压的变化而变化。当流经vSR的电流降到零并且要反向时，二极管Dy关断，砀开通进行磁复位。VSR的门极电压为负，从而被关断。因此没有反向电流流过VSR。在这种电流驱动的电路中，vSR的特性就像一个理想的二极管一样。