一種反激同步整流DC-DC變換器設計

2004年4月B版

摘  要：對反激同步整流在低壓小電流DC－DC變換器中的應用進行了研究，介紹了主電路工作原理，幾種驅動方式及其優缺點，選擇出適合于自驅動同步整流的反激電路拓撲，并通過樣機試驗，驗證了該電路的實用性。

關鍵詞：反激變換；同步整流；電路拓撲

引言

　　低壓大電流DC-DC模塊電源一直占模塊電源市場需求的一半左右，對其相關技術的研究有著重要的應用價值。模塊電源的高效率是各廠家產品的亮點，也是業界追逐的重要目標之一。同步整流可有效減少整流損耗，與適當的電路拓撲結合，可得到低成本的高效率變換器。本文針對36V-75V輸入，3.3V/15A輸出的二次電源模塊，在分析同步整流技術的基礎上，根據同步整流的特點，選擇出適合于自驅動同步整流的反激電路拓撲，進行了詳細的電路分析和試驗。

反激同步整流

　　其工作原理：主MOSFET Q1導通時，進行電能儲存，這時可把變壓器看成一個電感，原邊繞組電流Ip上升斜率由dIp/dt=Vs/Lp決定，磁芯不飽和，則Ip 線性增加；磁芯內的磁感應強度將從Br增加到工作峰值Bm；Q1關斷時，原邊電流將降到零，副邊整流管開通，感生電流將出現在副邊；按功率恒定原則，副邊安匝值與原邊安匝值相等。

    在穩態時，開關導通期間，變壓器內磁通增量△Φ應等于反激期間內的磁通變化量，即：

　　△Φ＝VsTon / Np＝Vs'Toff / Ns

　　從此式可見，如果磁通增量相等的工作點穩定建立時，變壓器原邊繞組每匝的伏－秒值必然等于副邊每匝繞組的伏－秒值。

　　反激變換器的拓撲實際就是一個BUCK－BOOST組合的變換器拓撲的應用，而且如果副邊采用同步整流，電路總是工作于CCM的模式下，其電壓增益

　　M＝Vo/Vs＝K