電流驅動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動電路來控制同步整流管。分析了該驅動電路的工作原理，并給出了設計公式。實驗結果表明該方法提高了反激變換器效率的有效性。

關鍵詞：反激；同步整流；能量反饋；電流驅動ResearchonaFlybackConverterUsing

1引言

隨著數字處理電路（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）的低導通電阻，在大量的電路中都用來代替效率低的肖特基二極管，特別是在低壓電源中[1]。

反激是一種廣泛應用于小功率的拓撲，由于只有一個磁性元件，而具有體積小，成本低的優(yōu)點。但是，目前同步整流在正激電路中的應用比較多，而在反激電路中的應用卻很少。這是由于正激電路比較適合大電流輸出，能夠更好地體現同步整流的優(yōu)勢；另外一個原因是可采用簡單的自驅動，而反激電路原邊開關和副邊開關理論上會有共通。但是，如果考慮到實際電路中變壓器的漏感，則這種情況是不會產生的，所以當輸出電流不是很大時，采用反激電路還是值得考慮的。本文將對工作在DCM方式下的同步反激電路進行分析。

同步整流中最重要的一個問題是同步管的驅動設計。同步管的驅動大體上可以分為自驅動（selfdriv

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

2同步整流在反激電路中的應用

帶有同步整流的反激電路如圖1所示。一般來說，電路可以工作在CCM或DCM方式，開關頻率可以是恒頻（CF），也可以是變頻（VF）。下面主要對工作在恒頻DCM方式的工作過程進行分析。主要波形如圖2所示。在DCM方式下工作時，原邊開關開通時儲存在變壓器勵磁電感上的能量在開關關斷時全部傳送到副邊。從圖2可以看出，在原邊開關開通之前，副邊電流已經為零了。由于MOSFET具有雙向導電特性，所以為了防止副邊電流逆流，必須在其到達零點時（即t3）或很短的一小段時間里關斷SR。因此，DCM方式下工作的反激電路必須要有一個零電流檢測環(huán)節(jié)來控制電路。

在t3時刻SR關斷以后，勵磁電感Lm和電容Ceq=Csw＋進行諧振，諧振阻抗為：

Zm=（1）

直到t5時刻原邊開關開通為止。同時，由于VDS的存在，原邊開關開通時的開通損耗為：

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)的電流型驅動電路