交叉级联正激式同步整流拓朴的实现＊.PDFVIP

电子 科 技 《电子技术》2004年第1期 交叉级联正激式同步整流拓朴的实现* 飞兆科技股份有限公司 (200070) 杨 恒 李龙文 摘 要 文章介绍使用交叉级联正激式变换器，实现高效率、高可靠DC-DC变换，达到最佳同步整流 效果和目前最大的电流输出的电路拓朴。实验证明该电路拓朴在多组输出时，具有很高的电压调整率 和负载调整率。 关键词 降压变换器 交又正激变换器 同步整流 自偏置同步整流 变换为严格调整的中间25V总线电压。 1 概述 卜一二 利用现代电力电子技术，控制功率变换装置中功 调整级 隔离级 I vout 率开关晶体管导通和关断的时间比率，实现输入和输 出形态转变的电路模式都称为开关型变换器电路。 控制电路 DC-DC变换器是开关电源的核心组成部份，常用的正 激式和反激式电路拓朴。因为结构简单、输入和输出 图1交叉级联正激交换的拓朴示意 电气隔离、使用元器件较少等优点，在中小功率电源 实际中间总线电压由隔离级的需要预置，取决于 中广泛应用。正激式变换器与反激式相比，变压器铜 隔离级的变比。中间电压较高时，可以采用较小的降 损较低，副边纹波电压和电流的衰减显著，因此，更 压电感值和较低的电感电流，因而损耗也少。整个降 适用在低压，大电流的场合下应用。 压级的占空比保持在30^60%，可协助平衡前后两级 常规正激式变换器的功率处理电路只有一级，存 正激变换的损耗。为使性能最佳，并使开关损耗降至 在MOSFET功率开关电压应力大，特别是当二次侧采 最小，开关频率的典型值为240k-300kHz;由于使用 用自偏置同步整流方式，输入电压变化范围较宽，如 低通态电阻(RDS(on))的MOSFET，导通损耗比较小。 输入电压为75V时，存在栅极偏置电压过高，甚至有 传统的单级变换器主开关必需使用至少200V以上的 可能因栅压太高而损坏同步整流MOSFET的危险。而 MOSFET，其RDSo(n)等参数显著增加，必然意味着损 且当输出电流较大时，输出电感上的损耗将大大增加， 耗增加，效率下降。交叉级联正激变换拓扑的简化原 严重地影响了效率的提升。使用交叉级联正激式同步 理图如图2所示。 整流变换电路，不但输出滤波电感线圈可省去，实现 2.2同步整流技术 高效率、高可靠DC-DC变换器，达到最佳同步整流 众所周知，普通二极管的正向压降为1V，肖特基 效果。 二极管的正向压降为0.5V，采用普通二极管和肖特基 二极管作整流元件，大电流情况下，整流元件自身的 2 基本技术 功耗非常可观。相比之下，如果采用功率MOSFET作 2.1交叉级联正激变换原理 整流元件，则当MOSFET的栅源极施加的驱动电压超 交叉级联变换的拓朴如图1所示，前级用于稳压， 过其闽值电压，MOSFET即进入导通状态，无论从漏 后级用于隔离的两级交叉级联的正激变换器组成的同 极到源极或从源极到漏极，均可