電流中的同步整流是什么意思？同步整流的意義是什么？半波全波橋式整流電路特點(diǎn)都是什么？

　同步整流工作原理：

　　從同步整流原理圖中可以看出，整流管VT3和續流管VT2的驅動(dòng)電壓從變壓器的副邊繞組取出，加在MOS管的柵G和漏D之間，如果在獨立的電路中MOS管這樣應用不能完全開(kāi)通，損耗很大，但用在同步整流時(shí)是可行的簡(jiǎn)化方案。由于這兩個(gè)管子開(kāi)關(guān)狀態(tài)互瑣，一個(gè)管子開(kāi)，另一個(gè)管子關(guān)，所以我們只簡(jiǎn)要分析電感電流連續時(shí)的開(kāi)通情況，我們知道MOS管具有體內寄生的反并聯(lián)二極管，這樣電感電流連續應用時(shí)，MOS管在真正開(kāi)通之前并聯(lián)的二極管已經(jīng)開(kāi)通，把源S和漏D相對柵的電平保持一致，加在GD之間的電壓等同于加在GS之間的電壓，這樣變壓器副邊繞組同銘端為正時(shí)，整流管VT3的柵漏電壓為正，整流管零壓開(kāi)通，當變壓器副邊繞組為負時(shí)，續流管VT2開(kāi)通，濾波電感續流。柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，故稱(chēng)之為同步整流。

　　同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專(zhuān)用功率MOSFET，來(lái)取代整流二極管以降低整流損耗的一項新技術(shù)。它能大大提高DC/DC變換器的效率并且不存在由肖特基勢壘電壓而造成的死區電壓。

　　同步整流的基本電路結構：

　　功率MOSFET屬于電壓控制型器件，它在導通時(shí)的伏安特性呈線(xiàn)性關(guān)系。用功率MOSFET做整流器時(shí)，要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，故稱(chēng)之為同步整流。

　　為什么要應用同步整流技術(shù)：

　　電子技術(shù)的發(fā)展，使得電路的工作電壓越來(lái)越低、電流越來(lái)越大。低電壓工作有利于降低電路的整體功率消耗，但也給電源設計提出了新的難題。

　　開(kāi)關(guān)電源的損耗主要由3部分組成：功率開(kāi)關(guān)管的損耗，高頻變壓器的損耗，輸出端整流管的損耗。在低電壓、大電流輸出的情況下，整流二極管的導通壓降較高，輸出端整流管的損耗尤為突出?？旎謴投O管（FRD）或超快恢復二極管（SRD）可達1.0～1.2V，即使采用低壓降的肖特基二極管（SBD），也會(huì )產(chǎn)生大約0.6V的壓降，這就導致整流損耗增大，電源效率降低。

　　比如有些CPU用3.3V甚至1.8V或1.5V的供電電壓，所消耗的電流可達幾十安培。此時(shí)超快恢復二極管的整流損耗已接近甚至超過(guò)電源輸出功率的50%。即使采用肖特基二極管，整流管上的損耗也會(huì )達到（18%～40%）PO，占電源總損耗的60%以上。因此，傳統的二極管整流電路已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)現低電壓、大電流開(kāi)關(guān)電源高效率及小體積的需要，成為制約DC/DC變換器提高效率的瓶頸。

　　同步整流比之于傳統的肖特基整流技術(shù)可以這樣理解：

　　這兩種整流管都可以看成一扇電流通過(guò)的門(mén)，電流只有通過(guò)了這扇門(mén)才能供負載使用。

　　傳統的整流技術(shù)類(lèi)似于一扇必須要通過(guò)有人大力推才能推開(kāi)的門(mén)，故電流通過(guò)這扇門(mén)時(shí)每次都要巨大努力，出了一身汗，損耗自然也就不少了。

　　而同步整流技術(shù)有點(diǎn)類(lèi)似我們通過(guò)的較高檔場(chǎng)所的感應門(mén)了：它看起來(lái)是關(guān)著(zhù)的，但你走到它跟前需要通過(guò)的時(shí)候，它就自己開(kāi)了，根本不用你自己費大力去推，所以自然就沒(méi)有什么損耗了。

　　通過(guò)上面這個(gè)類(lèi)比，我們可以知道，同步整流技術(shù)就是大大減少了開(kāi)關(guān)電源輸出端的整流損耗，從而提高轉換效率，降低電源本身發(fā)熱。

　　能量再生與同步整流：

　　在開(kāi)關(guān)管V導通時(shí)，變壓器接收的電能除了磁化電流外都將傳送到輸出端。而管V關(guān)躍的反激作用期間，導向二極管D2用反偏置故不可能有鉗位作用或能量泄放的回路。磁化能量將會(huì )產(chǎn)生較大的反壓加在開(kāi)關(guān)管的集一射極之間。為了防止高反壓的產(chǎn)生，設置了“能量再生繞組”P2，由繞組P2經(jīng)過(guò)二極管D1，使存儲的能量反饋回直流電源Ui中。只要滿(mǎn)足Wp1=Wp2的關(guān)系，D1流過(guò)電流時(shí)Up2=Ui，則開(kāi)關(guān)管V上承受的集一射極電壓為2Ui。

　　為了避免在P1和P2繞組之間存在的漏電感過(guò)大，和因此而在開(kāi)關(guān)管集電極上產(chǎn)生過(guò)高的電壓，一般采用初級繞組P1與能量再生繞組P2雙線(xiàn)并繞的方法。在這種配置中，二極管D1接在能量再生繞組如圖所示的位置是非常重要的。原因是雙線(xiàn)并繞引起的內部雜散電容Cc是在開(kāi)關(guān)管V的集電極與繞組P2和D1連接點(diǎn)之間的寄生電容。按照圖中的接法是有優(yōu)點(diǎn)的，如在開(kāi)關(guān)管V導通時(shí)，由于二極管D1，反向而隔開(kāi)了集電極，沒(méi)有任何的電流在V瞬時(shí)導通時(shí)流進(jìn)電容Cc中（注意，繞組P1和P2的非同銘端同時(shí)變負，而且Cc的兩端電壓不會(huì )改變）。但是在反激期間，Cc提供開(kāi)關(guān)管V的鉗位作用，任何過(guò)電壓的趨勢都會(huì )引起Cc流過(guò)電流，而且經(jīng)過(guò)D1，反饋到電源線(xiàn)上。如果寄生電容不夠大，只靠P1、P2繞組磁耦合，鉗位電壓超值時(shí)，常?？梢栽?位置加外接電容補充以改善它的鉗位作用。然而，如果電容值過(guò)大時(shí)，會(huì )使得輸出電壓線(xiàn)上有輸人電壓嘰紋波頻率調制的電壓分量，所以要小心地選用附加電容Cc的值。

　　在開(kāi)關(guān)管V導通時(shí)，輸入電壓Ui加在（Lp+LLT）上，由于D2反偏置阻止C2的充電，所以Uc2≈0。當開(kāi)關(guān)管V關(guān)斷時(shí)，由于反激作用，V的集電極電壓Uc快速上升，但由于碭此時(shí)受正偏壓而導通，使V電流被C2、R1分流，Uc電壓逐漸上升，即UD1電壓也是逐漸上升，而且鉗位在2Ui數值上。從而把Uc上升的尖峰電壓的頂部消去，如虛線(xiàn)所示的脈沖尖峰。

　　在一個(gè)周期剩下的時(shí)間里，隨著(zhù)R1放電電流的減小，C2上的電壓降會(huì )返回到原來(lái)值。多余的反激電能，被消耗在R1上。此鉗位電壓是自跟蹤的，在穩態(tài)工作時(shí)，因為C2上的電壓會(huì )自動(dòng)地調整，直到所有多余的反激電能消耗在R1上。如果在所有其他情況下，都要維持某一恒定鉗位電壓時(shí)，則可以通過(guò)減小R1值或漏電感Lyp的值，來(lái)抑制鉗位電壓的升高趨勢。

　　不能把鉗位電壓設計得太低，因為反激過(guò)沖電壓也有有用的一面。在反激作用時(shí)，它提供了一個(gè)附加強制電壓值來(lái)驅動(dòng)電能進(jìn)入到次級電感。使變壓器次級的反激電流迅速增加。提高了變壓器的傳輸效率，同時(shí)也減小了電阻R）上的損耗。這對于低壓大電流輸出是很有意義的。

　　半波，全波，及橋式整流電路的特點(diǎn)：

　　單相半波整流電路的特點(diǎn)如下：

　?。?） 電路簡(jiǎn)單，使用器件少。

　?。?）無(wú)濾波電路時(shí)，整流電壓的直流分量較小，Vo=0.45V2

　?。?）整流電壓的脈動(dòng)較大。

　?。?）變壓器的利用率低。

　　單相全波整流電路的特點(diǎn)如下：

　?。?）使用的整流器件較半波整流時(shí)多一倍。

　?。?）整流電壓脈動(dòng)較小，比半波整流小一半。無(wú)濾波電路時(shí)的輸出電壓Vo=0.9V2。

　?。?）變壓器的利用率比半波整流時(shí)高。

　?。?）變壓器二次繞組需中心抽頭。

　?。?）整流器件所承受的反向電壓較高。

　　單相橋式整流電路的特點(diǎn)如下：

　?。?）使用的整流器件較全波整流時(shí)多一倍。

　?。?）整流電壓脈動(dòng)與全波整流相同。

　?。?）每個(gè)器件所承受的反向電壓為電源電壓峰值，即 。

　?。?）變壓器利用率較全波整流電路高。