同步整流有源鉗位正激式DC/DC變換器的設計與實現(xiàn)

黃卓，周濤

（1.陜西華經(jīng)微電子股份有限公司，陜西 西安 710065；2.西安陜鼓動力工程有限公司，陜西 西安 710075）

0 引言

隨著半導體技術(shù)的迅速發(fā)展，IC芯片集成度不斷提高，要求供電的DC/DC變換器必須實現(xiàn)低壓大電流輸出。傳統(tǒng)的單端正激式DC/DC變換器磁芯工作在第一象限，利用率不高，變壓器體積大，難以提高開關(guān)頻率,晶體管是硬開關(guān)工作模式, 開關(guān)器件電壓應力高、開關(guān)損耗大等。為了克服這些缺點,提出了有源鉗位正激變換器,因為它可以使正激式變換器磁芯的工作范圍，從第一象限擴展到第三象限，提高了磁芯的有效利用率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)零電壓軟開關(guān)工作模式,從而大量地減少開關(guān)器件的電壓應力，降低變壓器的功耗,改善電磁兼容性，提高變換器的效率。

在DC/DC變換器輸出電路中，傳統(tǒng)的整流方式是：使用肖特基二極管或快恢復二極管作為整流管，整流損耗占了變換器總損耗的一半以上，很難達到高效率。因此，降低二極管的正向壓降已經(jīng)成為降低整流管損耗、提高低壓大電流輸出DC/DC變換器效率的關(guān)鍵。同步整流技術(shù)的出現(xiàn)，正好順應了發(fā)展的要求。即采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOSFET來替代常用二極管實現(xiàn)整流功能。可以較大地減少整流損耗，從而改善變換器的熱性能，提高變換器的效率和可靠性。

有源鉗位技術(shù)和同步整流技術(shù)的結(jié)合，促使低壓大電流輸出的DC/DC變換器向著高效、節(jié)能、小型化的方向不斷發(fā)展。

1 同步整流有源鉗位正激式變換器工作原理

按有源鉗位電路直接加在變壓器初級兩端或者直接加在主MOS開關(guān)兩端，將有源鉗位技術(shù)分為高端鉗位和低邊鉗位兩種。……