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摘 要

运用同步整流电路可以减少输出整流损耗，所以该技术是如今研究上一大热点。双管正激变换器有着自己本身的若干优点：开关电压应力低、不存在桥臂直通、结构简单等一系列优点，因此在大功率、高输入电压场合的应用是很广泛的。

这篇文章从实际使用情况出发，对同步整流双管正激变换器完成一个较为细致的分析与研究。这篇文章主要讲述同步整流技术的概念、原理与驱动方式，而且讲述相应的双管正激变换器的结构与原理。这篇文章主要探索了双管正激变换器在同步整流方式下各种驱动电路结构以及工作原理并且还有同步整流双管正激变换器驱动电路相关参数设计，以及Saber仿真软件进行的仿真分析。

仿真结果表明同步整流双管正激栅极电荷保持驱动电路是效率最高的驱动方式电路。

关键词：双管正激变换器 同步整流 驱动技术 电路仿真

Study on drive circuit for synchronous rectification two-transistor forward converter

Abstract

Synchronous rectification circuit can reduce the output rectifier losses, is the current research focus. Two transistor forward converter with switch voltage stress is low, the structure is simple, there is no bridge arm straight and other advantages, so has been widely used in high input voltage and high power applications.

This paper from the practical point of view, to study the two transistor forward converter with synchronous rectification. In this paper, two transistor forward converter is the basic structure and working principle, and the concept of synchronous rectifier, working principle and driving mode. The synchronous rectifier mode two transistor forward converter is different driving circuit structure and working principle of double positive forward converter with synchronous rectification driving circuit parameter design are studied in this paper, and the saber simulation software for simulation analysis.

The simulation results show that the synchronous rectifier transistor forward gate charge retention driving circuit driving circuit is the highest efficiency.

Key Words: Synchronous rectification;Two-Transistor forward converter; Driving technology; Circuit simulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 同步整流技术的发展趋势 2

1.3 双管正激变换器的发展方向 3

1.4 本文主要内容 3

第二章 双管正激变换器 5

2.1 基本原理 5

2.2 拓扑结构的特点 5

2.3 双管正激变换器控制模式分析 6

2.3.1 电压型控制模式分析 6

2.3.2 电流型控制模式分析 8

第三章 同步整流技术 10

3.1 同步整流技术概述 10

3.2 同步整流管原理及其主要参数 10

3.2.1 同步整流管的原理 10

3.2.2 同步整流管的主要参数 11

3.3 同步整流管的驱动方式 12

3.3.1 同步整流管驱动方式分类 12

3.3.2 同步整流驱动方式的特点 12

第四章 同步整流驱动技术电路分析 15

4.1 同步整流双管正激直驱电路 15

4.1.1 同步整流双管正激直驱电路分析 15

4.1.2 副边绕组直驱电路设计参数设计 17

4.1.3 副边绕组直驱电路整流损耗 18

4.1.4 副边绕组直驱电路仿真 19

4.2 同步整流双管正激栅极电荷保持驱动电路 20

4.2.1 同步整流双管正激栅极电荷保持驱动电路分析 20

4.2.2 栅极电荷保持驱动电路参数设计 22

4.2.3 栅极电荷保持驱动电路整流损耗 23

4.2.4 栅极电荷保持驱动电路仿真 24

4.3 同步整流双管正激输出滤波耦合电感驱动电路 26

4.3.1 同步整流双管正激输出滤波耦合电感驱动电路分析 26

4.3.2 滤波电感耦合电压驱动电路参数设计 28

4.3.3 滤波电感耦合电压驱动电路整流损耗 28

4.3.4 滤波电感耦合电压电路仿真 30

第五章 结语 31

参考文献 32

致谢 35

第一章 绪论

1.1 选题背景

如今伴随着通信技术和计算机技术的不断发展，大电流、低压开关电源已然成为了现今的重要分析与研究的课程。从开始研究到现在效率问题一直以来都是开关电源发展与研究过程中首要解决问题与方向，而同步整流技术的开始出现和今后的一系列的发展，正是延续了效率方向的发展与研究的趋势。从开始出现到现在,国内与国外非常多的研究机构与有名的公司都在这项技术的分析研究上面下了很大的功夫,进而给高效率二次电源的相关开发和相应应用供给了非常厚实的技术方面的相应基础。所以,详细研究并且掌控同步整流技术的相应特征,对这项技术相应的改良与相应发展以及与之相对应的生产出的物品的研究开发都有非常紧要的影响和意义。如今,在直流转直流模块相应的电源领域中同步整流技术的相关应用范围是非常广的。如今跟着MOSFET设计产业相关技术的进步,使得现在的MOSFET的机能得到了非常大的提升。比如IRF7821MOS管（IR公司的产品） ,它的至大的导通电阻仅仅是9. 1 mΩ ,而且开关相应的时间低于10ns,栅极电荷仅仅只是9. 3nC,并且只要在相应的逻辑电平下面进行驱动就行。多种情况中该技术能够被使用进各样的电路拓扑中去,而且能够和别的方面的一些技术进行融汇使用,进而成为各有特点的同步整流技术。比如,同步整流技术和有源箝位技术的融合使用,能够完成同步整流软开关技术,从而减少了同步整流的 MOS 管的相应的开关损耗,相对应的效率也会被非常大的提升。该技术相对应要点就在同步整流管相应驱动方面的控制里面,这些驱动方法在相应效率方面上的作用还是很不一样^[1]。

我们讲的同步整流指的是相应的整流二极管与相应的开关 MOSFET管开关相同步^[2]。开关变换器相对应上面的损耗一般分为3部分: 相应开关变压器上面的相关损耗、相应功率开关管上面的相关损耗以及相应输出高频整流管上面的相关损耗。对通讯用二次电源来讲,整流管的损耗更加突出，同步整流技术的出现,正好满足了这个要求。这项技术通常使用MOS管去替换肖管,起到了整流管相应的功用 ,使得该管上相应损耗下降至肖管相应损耗的三分之一甚至更少^[3]。如果想要提升相应变换器转换的相应效率,我们必须控制住整流方面损耗。使用具有低导通电阻这样特性的 MOS管完成同步整流,可以有效能提升相应功效^[4]。同步整流器和硅可控整流器（SCR）非常相似，但同时也有很大差别的^[5]。

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