一種全橋同步整流器的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

設(shè)全橋整流時(shí)整流橋的損耗功率P(VD)=2×I。設(shè)全橋同步整流時(shí)開(kāi)關(guān)管的損耗功率P(VT)=Ron×I2。與全橋整流相比全橋同步整流所節(jié)省的功率損耗P(D)=P(VD)-P(VT)=2×I-Ron×I2。根據(jù)函數(shù)的增減性，當(dāng)I=1／Ron時(shí)，P(D)可取得最大值。
1．2 相應(yīng)參數(shù)計(jì)算
此部分主要考慮將輸入正弦波變?yōu)榕c之同步的方波，相應(yīng)電路如圖5所示。為防止整流開(kāi)關(guān)管發(fā)生直通的現(xiàn)象，在上下橋臂波形切換之間加入了死區(qū)時(shí)間。引死區(qū)時(shí)間由過(guò)零比較電壓時(shí)行設(shè)定，即電阻R1與電阻R2、R3與電阻R4的比值來(lái)確定。死區(qū)時(shí)間Tdeadtime在整個(gè)周期中所占的時(shí)間為

其中，V1-1為同步交流信號(hào)的幅值；T為輸入交流信號(hào)的周期。

2 實(shí)驗(yàn)部分
分別對(duì)全橋同步整流的效率進(jìn)行了測(cè)量與對(duì)比，并對(duì)其工程應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與分析。
2．1 效率對(duì)比
對(duì)相應(yīng)電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中圖2所示的同步開(kāi)關(guān)管采用IRF4710，圖5中所采用的電壓比較器為L(zhǎng)M339，為安全起見(jiàn)，圖2中所示輸入電壓V1為與電網(wǎng)隔離的12 V。電壓V1-1為與V1同步且與電網(wǎng)隔離的12 V，但經(jīng)過(guò)分壓處理。表1為二極管全橋整流與全橋同步整流在不同的負(fù)載情況下得到的效率。

從表1中的相應(yīng)數(shù)據(jù)可以看出，全橋同步整流的效率要比二極管全波整流效率高出近10％，與理論以及仿真分析的結(jié)果基本是一致的。
2．2 實(shí)際應(yīng)用
帶阻性負(fù)載(3 Ω)時(shí)，其輸入電壓、電流波形如圖6所示，輸出電壓波形圖7所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)其電壓、電流波形相位比較接近，其輸出電壓呈脈動(dòng)的直流。