低压大电流反激式同步整流开关电源的研究及设计唐国林(电子版)

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1、研究生课程考试答题册得分：姓名唐国林学号2014261587考试课程电源变换技术课程编号09G116考试日期2015年1月9日西北工业大学研究生院低压大电流反激式同步整流开关电源的研究与设计摘要近年来，随着电子技术的快速发展，使得低电压、大电流电路为未来主要发展趋势。低电压、大电流工作有利于提高工作电路的整体功率，但同时也给电路设计带来了新的问题。传统的变换器中常采用普通二极管或肖特基二极管整流方式，在低压、大电流输出的电路中，应用传统二极管整流的电路，其整流的损耗比较大，工作效率比较低。一般普通二极管的压降为1.0～1.3V,即

2、便应用压降较低的肖特基二极管(SBD)，产生压降一般也要有0.5V左右，从而使整流的损耗增加，电源的工作效率降低，已经不能满足现代开关电源高性能的需求。因此，应用同步整流(SR)技术可达到此要求，即应用功率MOS管代替传统的二极管整流。由于功率MOS管具有导通电阻很低、开关时间较短、输入阻抗很高的特点，很大程度的减少了开关功率MOS管整流时的损耗，使得工作效率有一个显著提高，因此功率MOS管以成为低压大电流功率变换器首选的整流器件。要想得到经济、高效的变换器，同步整流技术与反激变换器电路结合将会是一个很好的选择。反激变换器拓扑电路

3、的优点是电路结构简单、输入与输出电气隔离、输入、输出工作电压范围较宽，可以实现多路的输出，因而在高电压、低电流的场合应用广泛，特别是在5～200W电源中一般采用反激变换器。本文介绍了采用同步整流技术的低压、大电流输出的反激式变换器的设计，比较了在不同模式下反激变换器的工作方式，对反激式电路、同步整流电路进行了研究与分析，并且分别介绍了采用同步整流技术的开关电源各部分的工作原理。本文对反激式同步整流电路进行了理论上的分析，并设计了一块85～265V电压输入，3V/10A输出的反激式开关电源。应用VIPer53电源集成芯片，副边采用功

4、率MOSFET进行整流，通过结果可以看出，在低电压、大电流输出的电路中，应用同步整流技术可以显著地提高开关电源的工作效率，在低压、大电流开关电源中具有明显的市场实用。关键词：同步整流；反激变换器；软开关；MOSFET;VIPer5325AbstractResentfewyears,haswitnessedthatthedevelopmentofelectronictechnology,maketheworkingvoltageofthecircuitismoreandmorelow,currentisbiggerandbigger

5、.Lowvoltageworkishelpfultoreducetheoverallpowerconsumptionofthecircuit,butitputsforwardanewproblemtothepowersupplydesign.ThetraditionalconverteroftenadoptstheordinarydiodesorScottydioderectifier,inthecaseoflowvoltage,highcurrentoutput,rectifierdiodeconductionvoltagedr

6、opishigher，especiallythewastageoftheoutputrectifier.Fastrecoverydiodes(FRD)orsuperfestrecoverydiode(SRD)ofthepressuredropcanbeupto1.0～1.2V，evenwithlowpressuredropoftheScottybarrierdiode(SBD)，alsoproducesabout0.5Vvoltage,leadtorectifyinglossincreases,powerefficiencydec

7、line,hasbeenunabletomeetthelowvoltagehighcurrentswitchingpowersupplytheneedofhighefficiencyandsmallvolume.Inthiscase,it'snecessarytoadoptsynchronousrectifier(SR)technology，whichusesthepowerMOSFETinsteadofthetraditionalorconventionaldiodeforrectifierScottydiodes.Duetot

8、helowpowerMOSFETturn-onresistance,switchtimeisshort,highinputimpedance，itgreatlyreducesthewastageoftheswitchingconverterrect