同步整流技术DC－DC模块电源

同步整流技术是一种提高直流-直流（DC-DC）转换器效率的重要方法，尤其在大功率和高效率要求的应用中。传统的整流方式通常采用肖特基二极管，但其在开关过程中存在反向恢复电流，导致能量损失。同步整流技术则用MOSFET代替二极管，通过精确控制MOSFET的开关状态，减少损耗，从而提升效率。 基本的同步整流电路由主开关管、变压器和副边的同步整流管（SR1和SR2）组成。当主开关管Q1导通时，能量通过变压器T1从原边传递到副边，SR1导通，SR2截止；当主开关管关断，副边进入续流状态，SR1截止，SR2导通，以维持输出电流的连续性。然而，这种基本电路存在一些问题。 续流管SR2的驱动电压受主开关占空比和谐振参数影响，波动较大，导致驱动效果不佳，进而影响模块效率。若多个采用基本同步整流电路的DC-DC模块电源并联，可能会发生“电流反灌”现象。当一个模块关闭时，其输出电压会通过其他模块的副边绕组引起反向电流，影响系统稳定性和模块寿命。 为解决这些问题，文章提出了一种改进的同步整流电路。在改进电路中，同步整流管SR1移至上端，SR1和SR2采用共漏极连接，通过变压器额外的绕组N1和N2分别驱动。N1用于驱动SR1，N2经过半波整流驱动SR2。原边同步信号经过隔离驱动小功率MOSFET S1来关断SR2。这种方式使得SR2的驱动电压更稳定，接近方波，提高了效率。同时，这种改进设计消除了输出并联时的“电流反灌”问题，因为同步整流管的门极与输出端不再直接相连，关机后它们呈现二极管特性，防止反向电流流动。 实验证明，改进的同步整流技术应用于48V输入、5V@20A输出的DC-DC模块电源，效率可以达到90%以上。驱动波形图显示，同步整流管的驱动控制既避免了直通，又缩短了二极管导通时间，提高了效率。并联模块工作时，输出并联母线的电压不受影响，关机时输出电压平滑下降，与肖特基整流模块电源的特性相近。 同步整流技术在DC-DC模块电源中的应用通过优化驱动策略和电路设计，有效提升了系统的转换效率和并联工作的稳定性，对于降低系统功耗和提高系统可靠性具有重要意义。这种技术尤其适用于工业标准的砖系列DC-DC模块电源，以及对效率和兼容性有严格要求的场合。