一種全橋同步整流器的設(shè)計及其應用

設(shè)全橋整流時整流橋的損耗功率P(VD)=2×I。設(shè)全橋同步整流時開關(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I=1／Ron時，P(D)可取得最大值。
1．2 相應參數(shù)計算
此部分主要考慮將輸入正弦波變?yōu)榕c之同步的方波，相應電路如圖5所示。為防止整流開關(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)時間。引死區(qū)時間由過零比較電壓時行設(shè)定，即電阻R1與電阻R2、R3與電阻R4的比值來確定。死區(qū)時間Tdeadtime在整個周期中所占的時間為

其中，V1-1為同步交流信號的幅值；T為輸入交流信號的周期。

2 實驗部分
分別對全橋同步整流的效率進行了測量與對比，并對其工程應用進行了實驗與分析。
2．1 效率對比
對相應電路進行了實驗，實驗中圖2所示的同步開關(guān)管采用IRF4710，圖5中所采用的電壓比較器為LM339，為安全起見，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載情況下得到的效率。

從表1中的相應數(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 實際應用
帶阻性負載(3 Ω)時，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，其輸出電壓呈脈動的直流。