請(qǐng)問:開關(guān)電源的設(shè)計(jì)輸出電壓和電流分別達(dá)到多大的時(shí)候才考慮采用同步整流輸出?
開關(guān)電源的設(shè)計(jì)輸出是多大的時(shí)候才有必要考慮采用同步整流輸出?
這個(gè)要看你具體的設(shè)計(jì)要求和思路來(lái)決定
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同步整流的基本電路結(jié)構(gòu)
同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOSFET,來(lái)取代整流二極管以降低整流損耗的一項(xiàng)新技術(shù)。它能大大提高DC/DC變換器的效率并且不存在由肖特基勢(shì)壘電壓而造成的死區(qū)電壓。功率MOSFET屬于電壓控制型器件,它在導(dǎo)通時(shí)的伏安特性呈線性關(guān)系。用功率MOSFET做整流器時(shí),要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能,故稱之為同步整流?! ?
為什么要應(yīng)用同步整流技術(shù)
近年來(lái),電子技術(shù)的發(fā)展,使得電路的工作電壓越來(lái)越低、電流越來(lái)越大。低電壓工作有利于降低電路的整體功率消耗,但也給電源設(shè)計(jì)提出了新的難題?! ?
開關(guān)電源的損耗主要由3部分組成:功率開關(guān)管的損耗,高頻變壓器的損耗,輸出端整流管的損耗。在低電壓、大電流輸出的情況下,整流二極管的導(dǎo)通壓降較高,輸出端整流管的損耗尤為突出??旎謴?fù)二極管(FRD)或超快恢復(fù)二極管(SRD)可達(dá)1.0~1.2V,即使采用低壓降的肖特基二極管(SBD),也會(huì)產(chǎn)生大約0.6V的壓降,這就導(dǎo)致整流損耗增大,電源效率降低?! ?
舉例說(shuō)明,目前筆記本電腦普遍采用3.3V甚至1.8V或1.5V的供電電壓,所消耗的電流可達(dá)20A。此時(shí)超快恢復(fù)二極管的整流損耗已接近甚至超過(guò)電源輸出功率的50%。即使采用肖特基二極管,整流管上的損耗也會(huì)達(dá)到(18%~40%)PO,占電源總損耗的60%以上。因此,傳統(tǒng)的二極管整流電路已無(wú)法滿足實(shí)現(xiàn)低電壓、大電流開關(guān)電源高效率及小體積的需要,成為制約DC/DC變換器提高效率的瓶頸?! ?
同步整流比之于傳統(tǒng)的肖特基整流技術(shù)可以這樣理解:
這兩種整流管都可以看成一扇電流通過(guò)的門,電流只有通過(guò)了這扇門才能供電腦使用?! ?/span>
傳統(tǒng)的整流技術(shù)類似于一扇必須要通過(guò)有人大力推才能推開的門,故電流通過(guò)這扇門時(shí)每次都要巨大努力,出了一身汗,損耗自然也就不少了?! ?
而同步整流技術(shù)有點(diǎn)類似我們通過(guò)的較高檔場(chǎng)所的感應(yīng)門了:它看起來(lái)是關(guān)著的,但你走到它跟前需要通過(guò)的時(shí)候,它就自己開了,根本不用你自己費(fèi)大力去推,所以自然就沒有什么損耗了。
通過(guò)上面這個(gè)類比,我們可以知道,同步整流技術(shù)就是大大減少了開關(guān)電源輸出端的整流損耗,從而提高轉(zhuǎn)換效率,降低電源本身發(fā)熱。