搞懂同步整流技術其實一點也不難，今天小編就圖文并茂為大家解析一下開關電源的同步整流技術。認真學習吧~

同步整流簡介

高速超大規模集成電路的尺寸的不斷減小，功耗的不斷降低，要求供電電壓也越來越低，而輸出電流則越來越大。

電源本身的高輸出電流、低成本、高頻化（500kHz～1MHz）高功率密度、高可靠性、高效率的方向發展。

在低電壓、大電流輸出DC-DC變換器的整流管，其功耗占變換器全部功耗的50～60％。

用低導通電阻MOSFET代替常規肖特基整流/續流二極管，可以大大降低整流部分的功耗，提高變換器的性能，實現電源的高效率，高功率密度。

用MOSFET來代替二極管在電路中的整流功能

相對于二極管的開關算好極小

整流的時序受到MOSFET的Vgs控制，可以根據系統的需要，把整流的損耗做到最小。

例如：一個5V 30A輸出的電源

同步整流簡介

BUCK 同步整流電路與波形

Boost 同步整流電路與波形

Flyback 同步整流電路與波形

復位繞組Forward 同步整流電路與波形

有源鉗位Forward 同步整流電路

LLC半橋同步整流電路與波形

全橋倍流同步整流電路與波形

同步整流的驅動方式

電壓型自驅動同步整流電路特點

驅動電壓：SR所在回路中的某一電壓

要求：波形轉換快，時序準確，無死區

優點：電路簡單，實用，節約成本

缺點：驅動方式隨電路結構而不同；受輸入電壓變化范圍的影響；受變壓器漏感影響；不能用于并聯工作的SR-DC／DC變換器中；對變換器輕載時的工作有影響。存在死區，驅動波形不好，驅動電壓和時序不好安排。

正激電壓型自驅動同步整流電路與波形

電流型自驅動同步整流電路特點

驅動電壓：SR中的電流通過電流互感器產生

優點：驅動波形無死區，不受輸入電壓影響，不受電路結構的影響，可用于并聯運行的DC-DC變換器。驅動信號同步性好，利用電流互感器,較低的壓降就能獲得較高的電壓檢測信號,因此,檢測大電流時具備很大的優勢

缺點：電流檢測元件有損耗， 影響電路的整體效率

電流型自驅動同步整流電路

實用反激電流型自驅動同步整流電路

半自驅動同步整流電路特點

其驅動波形的上升或下降沿，一個是由主變壓器提供的信號，另一個是獨立的外驅動電路提供的信號。

針對自驅的負壓問題，用單獨的放電回路，提供同步整流管的關斷信號，避開了自驅動負壓放電的電壓超標問題。

正激半自驅動同步整流電路

外驅動同步整流電路特點

驅動電壓：來自外設驅動電路或初級的控制IC

同步信號：主開關管的驅動信號來控制

優點：控制時序精確，SR效率較高

缺點：驅動電路復雜，有損耗，成本高，開發周期長外部驅動電路還需要供電，降低了整機的效率

反激原邊隔離驅動同步整流電路

外部專用同步整流驅動IC電路

同步整流的MOSFET

損耗的計算

同步整流尖峰產生與抑制方法

MOSFET選擇考慮

以BUCK同步整流電路為例來分析

BUCK同步整流管損耗計算

導通損耗取決于MOSFET的RDS(on)，計算公式如下：

IRMS是流經同步整流MOSFET的電流，而不是BUCK電路的輸出電流。

BUCK同步整流管損耗計算

開通損耗計算公式如下：

關斷損耗計算公式如下：

驅動損耗計算公式如下：

Coss損耗計算公式如下：

體二極管導通損耗計算公式如下：

體二極管反向恢復耗計算公式如下：

BUCK同步整流管尖峰產生的原因

VQ2關斷，進入死區時間，VQ1未開通，負載電流全部流過VQ2的體二極管VD。

接著VQ1打開，VD突然被加上反壓，所以產生很大的反向恢復電流，即VD的di/dt很大。

大的di/dt會在L2上產生很大的電壓尖峰(L2 di/dt),此電壓會疊加在Vin上

L1與L2以及VQ1的結電容C會產生諧振，諧振的電壓尖峰同樣會疊加在Vin上

BUCK同步整流管關斷波形

抑制BUCK同步整流管關斷波形尖峰

同步整流管的選擇

考慮的因素.

Rds(on), Qg, temperature, Package, structure

Cost, Purchase, delivery time

對于電路來說需要考慮的因素

Topology, Operation frequency，voltage stress

current stress, thermal resistor, reliability

BUCK同步整流管的選擇

選擇BUCK同步整流管

1、科學的設計電路，預估各種可能存在的風險

2、對電路進行認真、細致的計算

3、建立精確的模型，借助于仿真工具來驗證計算

4、選用合適的器件

5、進行全面的測試與優化