|
同步整流管包括SR2 (Q2 和D2) 和SR3 (Q3 和D3) ,它们直接被变压器副边电压驱动,不需要专门的驱动器或控制电路来提供门极驱动信号。这种自驱动电路是同步整流中较简单的形式,因为SR3 的门极驱动信号来自变压器磁芯复位电压,所以它的工作特性取决于变压器磁芯复位方式。
(a) 主开关管门极驱动信号 (b) 主开关管漏源极电压 (c) 流过同步整流管SR2 的电流 (d) 流过同步整流管SR3 的电流 电路中原边主开关管的门极驱动信号、漏源极电压波形与副边SRs 管的电流波形分别在变压器磁芯复位结束时,变压器的磁化电流I2m 开始流过SR2 的体二极管D2 。磁化电流I2m 的大小与变压器的匝比、复位电压和主开关管两端的总电容量的平方根三者的乘积成正比,与变压器磁化电感的平方根成反比。其中从主开关管两端看过去的总电容量是主开关管输出电容、变压器绕组电容、箝位二极管跨接电容、SR3 的反射输入电容、SR2 的反射输出电容的总和。同样波形中可以看出, 在变压器复位完成之后,原来SR3 的晶体管Q3 上流过的负载电流Io 减去磁化电流I2m 后换流到体二极管D3 。由于SR2 和SR3 的体二极管的正向压降相对较高,所以体二极管的导通以及死区时间( Tdead) 的延续就降低了同步整流的效率。减少这种损耗的方法是给SR2 与SR3 并联肖特基二极管或减少D2 和D3 的导通时间。D2 的导通时间可以通过采用新的变压器复位方式使死区时间最小化来缩短;D3 的导通时间可以通过使用外部门极驱动信号驱动Q3 或采用其他复位方式使死区时间最小化来缩短。由于负载电流Io 比磁化电流I2m 大很多,所以在死区时间内,由D3 导通造成的损耗比D2导通造成的损耗大很多。
SR2 和SR3 的体二极管的导通损耗也与换向时间Toncom和Toffcom有关。SR2 的体二极管D2 仅在死区期间和主开关管关断后一个极短的时间内导通。当死区时间仅由变压器的复位电压决定时,主开关管关断后D2 的转换时间依赖于副边电压的跌落时间和输出电流从二极管D2 到晶体管Q3 的换向时间( Toffcom) 。变压器副边电感决定换向时间Toffcom ,也决定主开关管开通后,从二极管D3 到晶体管Q2换流所需的换向时间( Toncom) 。副边电感包括变压器的漏电感、SRs 的封装(寄生或杂散) 电感和副边交互电感。与D3 在Toncom期间产生的导通损耗对SR3 总体损耗的影响相比,D2 在Toffcom期间产生的导通损耗对SR2的总体损耗的影响要大得多。为了减少换向时间,副边的电感量应该尽量小,尤其要注意的是减小变压器的漏电感,这对于减少SRs 的门极驱动电压损失特别重要。SRs 体二极管的导通,不仅增加导通损耗,而且也带来在体二极管关断期间,出现在另一个SR 的体二极管和晶体管之上的由于反向恢复引起的功率损耗。反向恢复引起的功率损耗与恢复电荷Qrr 、频率和副边电压成比例,一般通过给SR2 和SR3 并联肖特基二极管来消除。
本文来自 http://www.glsheng.net/newsview.asp?ID=530 |
|