副邊同步整流

問：

如何提高隔離式電源的效率？

答：

在大多數(shù)降壓調(diào)節(jié)器的典型應(yīng)用中，使用有源開關(guān)而非肖特基二極管是標(biāo)準(zhǔn)做法。這樣能大大提高轉(zhuǎn)換效率，尤其是產(chǎn)生低輸出電壓時(shí)。在需要電流隔離的應(yīng)用中，也可使用同步整流來提高轉(zhuǎn)換效率。圖1所示為副邊同步整流的正激轉(zhuǎn)換器。

圖1 正激轉(zhuǎn)換器的自驅(qū)動(dòng)同步整流

驅(qū)動(dòng)開關(guān)進(jìn)行同步整流可以通過不同方式實(shí)現(xiàn)。一種簡(jiǎn)單方法涉及到跨越變壓器副邊繞組來驅(qū)動(dòng)。如圖1所示。本例中，輸入電壓范圍可能不是非常寬。使用最小輸入電壓時(shí)，SR1和SR2的柵極需要有足夠的電壓，以便開關(guān)能夠可靠地導(dǎo)通。為確保MOSFET SR1和MOSFET SR2的柵極電壓不超過其最大額定電壓，最大輸入電壓不能過高。

在所有帶同步整流的電源中，電路中可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)電流。例如，若電路輸出端電容在電路通電之前便已預(yù)充電，則電流可能會(huì)從輸出側(cè)流向輸入側(cè)。負(fù)電流可能會(huì)提高M(jìn)OSFET SR1和MOSFET SR2的電壓，致使其受損。務(wù)必小心保護(hù)開關(guān)，避免受此類事件影響。

圖2 帶專用驅(qū)動(dòng)器IC的正激轉(zhuǎn)換器的同步整流

圖2顯示一種利用LTC3900實(shí)現(xiàn)同步整流的方法。此控制器驅(qū)動(dòng)正激拓?fù)渲械耐秸鏖_關(guān)SR1和SR2。

這種設(shè)想很有效。但是，LTC3900需要防止負(fù)電流流過外部開關(guān)。首先，器件需要快速檢測(cè)負(fù)電流；然后，SR1和SR2開關(guān)需要迅速斷開。為防止在啟動(dòng)期間或可能的突發(fā)模式中發(fā)生電路受損，這樣的做法很有必要。

圖3 通過與ADP1074完全集成實(shí)現(xiàn)正激拓?fù)涞耐秸?/em>

圖3顯示了一種采用新型ADP1074的非常優(yōu)雅的電路設(shè)計(jì)。輸出電壓信息通過反饋引腳檢測(cè)。為防范某些情況下（例如輸出電壓已預(yù)充電時(shí)）負(fù)電流流過SR1和SR2開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，同步整流未激活。兩個(gè)開關(guān)的體二極管執(zhí)行整流。這樣便可防止開關(guān)受損。利用ADP1074內(nèi)置的iCoupler^?技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無負(fù)電流流動(dòng)的安全操作。

Frederik Dostal就讀于德國(guó)愛爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年加入電源管理業(yè)務(wù)部門，曾擔(dān)任各種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年，負(fù)責(zé)開關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，擔(dān)任歐洲分公司的電源管理技術(shù)專家。