低壓大電流開關電源的設計

在輸出整流電路中，當續流二極管（即SR的反并二極管）受正向電壓導通時，應及時驅動SR導通，以減小壓降和損耗。但為了避免SR與SR1同時導通，造成短路事故，必須有“死區”時間，這時仍靠二極管D導通。SR的開關瞬時要與續流二極管的通斷瞬時密切配合，因此對開關速度要求很高。另外，從成本綜合考慮，選用IRL3102。

變壓器的設計跟一般正激式變換器變壓器設計差不多，只是要考慮同步整流管的驅動。所選用的同步整流管的驅動開通電壓為4V左右，電路輸出電壓為3.3V，輸出端相當于一個降壓型電路，占空比最大為0.5，所以變壓器副邊電壓至少為6.6V。因為MOSFET的柵－源間的硅氧化層耐壓有限，一旦被擊穿則永久損壞，所以實際上柵－源電壓最大值在20～30V之間，如電壓超過20V，應該在柵極上接穩壓管。

4 實驗結果和波形分析

開關管S₁和S的U_ds波形如圖3所示，RefA為S管壓降波形，50V/div，RefB為S₁管壓降波形，50V/div。電路此時工作在V_in=60V左右，S₁和S的開關應力大概為120V，D=0.5左右。圖4為變壓器輸出電壓，也就是同步整流管SR₁和SR的驅動信號，正的部分為SR的驅動信號，負的部分為SR₁的驅動信號。實驗所得波形和分析的波形基本吻合，只是在開關轉換瞬間，電壓有小尖峰，這是由電路的雜散參數引起的。該電路的工作效率經過測量大約在90％左右，基本達到設計的要求。

圖3 開關管S和S₁的u_ds波形

圖4 同步整流管的驅動波形

5 結語

3.3V/20A的開關電源的設計表明，有源逆變加同步整流電路用在低壓大電流的正激式電路設計中，不加PFC電路時，能夠取得很高的效率。