電流驅(qū)動(dòng)同步整流反激變換器的研究

摘要：分析了工作在恒頻DCM方式下的反激同步整流變換器。為了提高電路的效率，采用了一種能量反饋的電流型驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制同步整流管。分析了該驅(qū)動(dòng)電路的工作原理，并給出了設(shè)計(jì)公式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法提高了反激變換器效率的有效性。

關(guān)鍵詞：反激；同步整流；能量反饋；電流驅(qū)動(dòng)ResearchonaFlybackConverterUsing

1引言

隨著數(shù)字處理電路（dataprocessingcircuits）的工作電壓的持續(xù)下降，保持電路的高效率受到了很大的技術(shù)挑戰(zhàn)。這是由于在低壓電源中，二極管的正向壓降引起的損耗占了電路總損耗的50％以上。由于MOSFET同步整流管SR（synchronousrectifiers）的低導(dǎo)通電阻，在大量的電路中都用來(lái)代替效率低的肖特基二極管，特別是在低壓電源中[1]。

反激是一種廣泛應(yīng)用于小功率的拓?fù)洌捎谥挥幸粋€(gè)磁性元件，而具有體積小，成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是，目前同步整流在正激電路中的應(yīng)用比較多，而在反激電路中的應(yīng)用卻很少。這是由于正激電路比較適合大電流輸出，能夠更好地體現(xiàn)同步整流的優(yōu)勢(shì)；另外一個(gè)原因是可采用簡(jiǎn)單的自驅(qū)動(dòng)，而反激電路原邊開(kāi)關(guān)和副邊開(kāi)關(guān)理論上會(huì)有共通。但是，如果考慮到實(shí)際電路中變壓器的漏感，則這種情況是不會(huì)產(chǎn)生的，所以當(dāng)輸出電流不是很大時(shí)，采用反激電路還是值得考慮的。本文將對(duì)工作在DCM方式下的同步反激電路進(jìn)行分析。

同步整流中最重要的一個(gè)問(wèn)題是同步管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。同步管的驅(qū)動(dòng)大體上可以分為自驅(qū)動(dòng)（selfdriv

en）和他驅(qū)動(dòng)（controldriven），本文介紹了一種能量反饋的自驅(qū)動(dòng)電路。

2同步整流在反激電路中的應(yīng)用

帶有同步整流的反激電路如圖1所示。一般來(lái)說(shuō)，電路可以工作在CCM或DCM方式，開(kāi)關(guān)頻率可以是恒頻（CF），也可以是變頻（VF）。下面主要對(duì)工作在恒頻DCM方式的工作過(guò)程進(jìn)行分析。主要波形如圖2所示。在DCM方式下工作時(shí)，原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)儲(chǔ)存在變壓器勵(lì)磁電感上的能量在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)全部傳送到副邊。從圖2可以看出，在原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)通之前，副邊電流已經(jīng)為零了。由于MOSFET具有雙向?qū)щ娞匦裕詾榱朔乐垢边呺娏髂媪?，必須在其到達(dá)零點(diǎn)時(shí)（即t3）或很短的一小段時(shí)間里關(guān)斷SR。因此，DCM方式下工作的反激電路必須要有一個(gè)零電流檢測(cè)環(huán)節(jié)來(lái)控制電路。

在t3時(shí)刻SR關(guān)斷以后，勵(lì)磁電感Lm和電容Ceq=Csw＋進(jìn)行諧振，諧振阻抗為：

Zm=（1）

直到t5時(shí)刻原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)通為止。同時(shí)，由于VDS的存在，原邊開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí)的開(kāi)通損耗為：

圖1帶同步整流的反激電路

圖2DCM方式下的反激主要波形

圖3傳統(tǒng)的電流型驅(qū)動(dòng)電路