同步整流开关电源的设计.ppt

同步整流开关电源的设计设计者：盖成旭 李宁瑜 曹培友背景介绍 开关电源的损耗主要由3部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管或超快恢复二极管可达1.01.2V，即使采用低压降的肖特基二极管，也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。同步整流原理 同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗。它能大大提高DCDC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。系统方案简述 基于以上基本原理，我们的方案展开如下基于以上基本原理，我们的方案展开如下 正激、隔离式12WDCDC电源变换器，采用DPASwitch系列单片开关式稳压器 DPA424R，直流输入电压范围是 3672V，输出电压为6V，输出电流为2A，输出功率为12W。采用300kHz同步整流技术，大大降低了整流器的损耗。当直流输入电压为 48V时，电源效率=87。变换器具有完善的保护功能，包括过 1.电压欠电压保护 2.输出过载保护，开环故障检测 3.过热保护，自动重启动功能。4.能限制峰值电流和峰值电压以避免输出过冲。电路具体组成电路具体组成 (1)(1)偏置电压获取电路偏置电压获取电路 (2)(2)磁复位电路磁复位电路(3)(3)光耦反馈电路的设计光耦反馈电路的设计(4)(4)其他外围电路设计其他外围电路设计(5)(5)高频变压器高频变压器 （6 6）其他外围电路设计其他外围电路设计设计难点1.1.高频变压器的设计高频变压器的设计 采用采用300kHZ300kHZ频率，由于电源输出功率较大频率，由于电源输出功率较大,因此因此,高频变压器的漏感应尽量小高频变压器的漏感应尽量小,选用能够满足选用能够满足开关频率开关频率300kHz300kHz的的MXOMXO锰锌铁氧体材料锰锌铁氧体材料,磁芯形状选用磁芯形状选用EEEE型型,变压器的初级和次级绕组变压器的初级和次级绕组相间绕制相间绕制.初级绕组用初级绕组用4 4股股0.350.35的漆包线绕的漆包线绕1111匝匝,次级次级6V6V输出用输出用4 4股股0.350.35的漆包线绕的漆包线绕5 5匝匝,初级电感初级电感选选 500uH.500uH.2.反馈的设计 由于电路输入在3672v，为保证输出稳定，反馈电路由互感器，光耦PC357主要元件组成，具体的调试工作比较困难，花了很多时间。3.功率管的选择也很关键，我们目前选用的是IRF530N功率管，下一步 选用导通电阻更小的si4888替代之。PCB项目测试和前景展望 目前我们的进度是电路板制作调试已经通过，目前在输入48v输出 6v，2A时效率只有 80%。经过分析主要是自己手工缠绕的变压器损耗比较大，还有就是可用si4888功率管替代IRF530N,相信经过进一步完善后效率能达到85%到90%，并在此基础上从市电上直接变到48v做成一个实用的电源系统。