正激变换器中同步整流驱动分析
外驱动同步整流正激变换器的电路如图5 所示,它的主要波形如图6 所示。在电路中,晶体管Q2 和Q3 被从主开关管门极驱动获得的信号所驱动,因此,同步整流管的导通时间与变压器的复位方式无关,仅取决于门极驱动信号的时间。从图6 (c) 、图6 (d) 可见,当从控制电路驱动同步整流管时,得到Q3 的最大导通时间,它不影响在死区期间通过二极管D2 的磁化电流的导通时间。在死区时间内,晶体管Q2 是关闭的(对Q2 的门极驱动较低) ,对于外驱动的同步整流管,在死区时间内,二极管D2 的导通与自驱动完全相同。在设置SRs 的理想门极驱动时间情况下,除了在死区时间内D2 不可避免导通以外,应该避免体二极管导通。这就需要非常精确地安排门极驱动时间,即在施加/ 中止一个SR 的门极驱动信号的同时,中止/ 施加另一个SR 门极驱动信号。但是,这种理想的互补驱动实际上是不可能实现的。在意外情况下,短暂的门极驱动信号交叠将同时开通2 个SRs ,这会引起副边短路,造成副边电流增大,不仅会使效率降低,甚至会烧毁变换器。为了避免在实际应用中SRs 同时导通,在2 个门极驱动信号之间一定要加入延迟。但在延迟期间,因为没有门极驱动信号作用于SRs ,SRs 的体二极管导通,这就增加了导通损耗,而且带来反向恢复损耗。因此,控制同步整流驱动的效果很大程度上依赖于门极驱动的时间安排。
图5 外驱动同步整流正激变换器的电路
图6 外驱动同步整流正激变换器主要波形
2 结 语
讨论了正激变换器同步整流的驱动方法,分析了变压器复位机制对自驱动同步整流效果的影响,在一个输出3. 3 V/ 20 A 的正激变换器中,用同步整流取代传统的肖特基二极管整流,实验结果证明效率提高了1 %～2 %。这说明,同步整流取代肖特基二极管整流对提高变换器效率的作用是明显的,但效率的提高是有限的,受到包括输出电压、输出电流、SRs 的通态阻抗、SRs 的正向压降等许多因素的限制。只有把这些限制因素之间的相互作用分析清楚,选择正确的驱动控制方法,才能有效地提高同步整流的效率。
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