先进的MPS同步整流器原理与计划规划

　　近年来，为了进一步改进全球节能，全球监管组织提出了新的功率规范。跟着美国动力部（DOE）出台的一系列新要求，制造商有必要进步现有独立的功率以到达DOE VI级规范，才能在美国商场出售。此外，制造商还需求规划契合其它动力标准的产品，例如欧盟CoC V5

　　为了进步交流转直流适配器的功率，将输出续流换成根据MOSFET的同步整流操控器（SR）时一般可进步2〜3％或许更高的功率。还有发现运用SR有助于节约二极管散热片本钱和人工拼装的本钱，规划人员还可以运用更廉价的初级MOSFET或许更细的输出线缆来节约本钱，且依然能到达方针功率。

　　因篇幅所限，本文无法触及SR规划的悉数细节，而精选了几个在工程师规划同步整流电路时一些实践的论题用以评论。

　　在图1中，反激式SR操控器用于驱动ACDC适配器中的次级MOSFET开关。这儿，反激操控器可以在临界导通形式（CrM），接连导通形式（CCM）或断续导通形式（DCM）下运转。

　　适配器在发动或满载的状态下是以CCM形式运转，在主开关企图导通时，SR开关中的电流被设置不能降至零。因而，需求避免初级侧到次级侧的击穿而导致高压尖刺和潜在损坏，而因而需求快速地封闭SR。MPS的解决计划是调整SR开关VG电压来坚持MOSFET的VDS安稳。跟着在CCM形式期间电流的下降，驱动器的VG电压也随之下降，直到MOSFET运转在线）。因而，当电压终究反向时，驱动器会根据很低的VG电压来快速关断，以此来保证在CCM形式下安全运转。因为它不受线路的输入条件的影响，因而这是一种安稳的操控办法。此外，经过最大化SR MOSFET的导通时刻和最小化体二极管导通时刻，可保证最佳的功率。MPS的SR操控器不只可以支撑CCM形式，还可以支撑DCM和CrM形式。

　　有关MPS的CCM兼容形式下的SR规划和操作的具体阐明，请参阅AN077运用笔记。1.

　　次级电流切换时总会有一些开关上升/下降时刻（如图2所示），由输入/输出，变压器匝数比和电感来决议。MOSFET封装电感也会影响次级电流的关断。

　　跟着次级电流开端改动极性并关断（图4中的t1），MOSFET封装电感（Ls）会在检测到的Vds上发生瞬时电压，如公式（1）和公式（2）所示：

　　关于选用TO220封装的MOSFET，封装电感在100kHz频率时可高达6.4nH，而Vlk可以高达几百mV，到达SR操控器的关断阈值，使SR操控器关断门极（ 从t1开端）。因为t1关断时刻相对较早，因而稍高的封装电感有助于避免击穿，特别是在深CCM条件下。

　　关于各种电路规划，咱们或许会在CCM形式中看到不同的关断波形（参见图4a和图4b）。如图4a，电流降至零，但SR并未彻底封闭。因而，穿插传导或许发生并会反映在反向电流中。而相对最佳的规划是SR可以在次级电流变为零（t2）之前封闭，如图4b。更值得重视的是，如图4c中所示，在CrM形式中，当副边电流简直为零时，SR操控器随之关断，这意味着总是存在一个反向电流dI / dt * Toff。

　　当MOSFET的封装电感十分小时（例如QFN或SOIC封装），SR门极相对关断会更推迟。即便在Vds调理操控下下降Vg，反向电流依然大于具有较高封装电感的MOSFET。这与主题1中介绍的Vds操控无关。

　　在SR MOSFET上添加一个RC snubber 吸收电路（以吸收反向电压尖峰）。运用具有高关断电流的SR操控器。添加变压器漏感以减慢关断时的次级电流dI / dt（但会导致更高的初级MOSFET电压尖峰）减缓初级MOSFET导通时的上升斜率（丢失功率）。运用具有较高Vds操控电压的SR操控器（图2中运用MPS的MP6902为70mV）。在较高的Vds操控电压状况下，MOSFET可以进入更深的线性区，在开关关断之前Vg就到达很低的水平，然后快速封闭。

　　当MOSFET导通和关断时，PCB布局和体系中发生的离散电感与元器件中的寄生电容会导致一些振铃。假如不能适应振铃形成的影响，轻则或许会使功率下降，重则会导致一些丧命的问题。

　　振铃引起的问题如图4所示。当次级电流下降到零时，初级开关电压Vds在变压器的主电感和MOSFET Cds之间会发生谐振，这个谐振电压会折射到次级侧。一般，这个谐振谷值不该该会接触到地平面，但有时谐振谷值或许会下降到SR的导通阈值。这或许是因为比如原边RCD缓冲器中二极管的反向恢复等要素引起的。

　　因为Vds电压谐振的斜率总是远低于实践开关关断的斜率（得益于较大感量的主电感），因而MPS的MP6908运用共同的可调斜率引脚来协助确认何时副边MOS真实关断，以及何时是正常的Vds电压谐振（如图4所示）。

　　尽管SR的优势现已被广泛承受，但将肖特基二极管的规划改为运用SR驱动器和MOSFET的规划计划，依然需求在BOM中添加许多元器件，并需求从头认证等作业。

　　另一种解决计划是将SR MOSFET集成到SR驱动器IC内部，创立紧凑的封装来替换肖特基二极管，而不需求对变压器进行任何更改，这个全新的规划使BOM改变最小（见图5）。这种解决计划被称为抱负二极管计划。

　　MP6908是MPS最新的SR操控IC，并且未来将有一系列根据MP6908操控器创立的抱负二极管计划。该操控器IC的一些主要功用包含：

　　支撑低至0V的宽输出规模（即便输出短路时，SR坚持供电，短路电流也不会经过MOSFET的体二极管流转）。振铃检测可以避免错误导通。超高速15ns传达推迟和30ns关断推迟。

　　本文介绍了与实践工程状况相关的同步整流器（SR）规划。经过更多地了解终端运用，MPS可以界说和创立更好的SR操控IC。

　　，关系着开关电源体系的功用和可靠性。因而，一些自主开发的厂商很重视开关

　　输出电流大于2.5A,这样性价比可以表现出来；否则的话不如直接用肖特基

　　结点电压，大幅进步电源功率。其应战在于拟定稳健的操控战略，驱动组件并最大化其优势。与接连的反激比较，

　　进步非接连反激功率的技巧 /

　　供给 10A 输出电流 /

　　运用中表现出色 /

　　是决议性组件，影响着电动汽车中的“车载充电器”等重要单元的功率、可靠性和尺度。近年来，碳化硅 （SiC） 肖特基二极管已成为电力电子范畴最

　　型解调。在这儿，咱们将评论每种办法的长处、缺陷和恰当的运用。 在上一篇文章中，咱们评论了 二极管

　　解调 /

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