MOS管在DC-DC直流轉換器中的應用方案

MOS管在同步整流中到底有什么作用呢?同步整流，是一種常見的電源管理技術，通常會應用在DC-DC直流轉換器中。它可以通過兩個MOS管來控制電流的方向，將電能傳輸給負載。

比如這個同步整流的拓撲電路是利用了兩個MOS管，當上面的MOS管截止時，下面的MOS管就會導通，電流從電感流向下面的MOS管。

在輸出電流比較大的情況下，同步整流的效率是比較高的，一般在負載為1A時，效率可以達到95%。這跟MOS管的導通電阻有關，在導通時，下側的MOS管導通內(nèi)阻較低，損耗自然也低。在許多降壓DCDC電路中，經(jīng)常會用到同步整流。

也就是說，MOS管的選型是很重要的，我們需要考慮到這幾個重要的參數(shù)：

-電壓額定值：合適的電壓額定值，可以避免擊穿和損壞

-電流承受能力：足夠大的電流承受能力，有效應對負載的變化和電流峰值;

-開啟/關閉速度：快速的開關速度可以減小功耗和提高效率

-導通電阻：低導通電阻的MOS管同樣可以減小功耗和提高效率

在這里可以推薦VBsemi的MOS管，能夠高效滿足MOS管在同步整流電路設計的要求，多種參數(shù)與封裝，可以有效地提高系統(tǒng)的效率和可靠性。

同步整流技術就是采用低導通電阻的功率MOS管代替開關變換器快恢復二極管，起整流管的作用，從而達到降低整流損耗，提高效率的目的。

同步整流的基本電路結構

同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專用功率MOSFET，來取代整流二極管以降低整流損耗的一項新技術。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(qū)電壓。功率MOSFET屬于電壓控制型器件，它在導通時的伏安特性呈線性關系。用功率MOSFET做整流器時，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，故稱之為同步整流。

工作方式的比較

傳統(tǒng)的同步整流方案基本上都是PWM型同步整流，主開關與同步整流開關的驅動信號之間必須設置一定的死區(qū)時間，以避免交叉導通，因此，同步整流MOS管就存在體二極管導通和反向恢復等問題，從而降低同步整流電路的性能。

反激同步整流驅動電路選擇

同步整流管的驅動方式有三種：第一種是外加驅動控制電路，優(yōu)點是其驅動波形的質(zhì)量高，調(diào)試方便。缺點是：電路復雜，成本高，在追求小型化和低成本的今天只有研究價值，基本沒有應用價值。

上圖是簡單的外驅電路，R1D1用于調(diào)整死區(qū)。該電路的驅動能力較小，在同步整流管的Ciss較小時，可以使用。圖6是在圖5的基礎上增加副邊推挽驅動電路的結構，可以驅動Ciss較大的MOSFET。在輸出電壓低于5V時，需要增加驅動電路供電電源。

第二種是自驅動同步整流。優(yōu)點是直接由變壓器副邊繞組驅動或在主變壓器上加獨立驅動繞組，電路簡單、成本低和自適應驅動是主要優(yōu)勢，在商業(yè)化產(chǎn)品中廣泛使用。

缺點是電路調(diào)試的柔性較少，在寬輸入低壓范圍時，有些波形需要附加限幅整形電路才能滿足驅動要求。由于Vgs的正向驅動都正比于輸出電壓，調(diào)節(jié)驅動繞組的匝數(shù)可以確定比例系數(shù)，且輸出電壓都是很穩(wěn)定的，所以驅動電壓也很穩(wěn)定。比較麻煩的是負向電壓可能會超標，需要在設計變壓器變比時考慮驅動負壓幅度。

第三種是半自驅。其驅動波形的上升或下降沿，一個是由主變壓器提供的信號，另一個是獨立的外驅動電路提供的信號。上圖是針對自驅的負壓問題，用單獨的放電回路，提供同步整流管的關斷信號，避開了自驅動負壓放電的電壓超標問題。