提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的二次側(cè)同步整流電路設(shè)計(jì)-總結(jié)
“提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的二次側(cè)同步整流電路設(shè)計(jì)”相關(guān)的文章共14篇，本文是最后一篇。
本文的背景是近年來(lái)對(duì)AC/DC電源的效率要求越來(lái)越高，其中一種提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的方法是將現(xiàn)有的主流方式–二極管整流方式改為效率有望進(jìn)一步提高的同步整流方式。然而，要想將AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式，這當(dāng)中存在一些課題。中等功率以下的AC/DC轉(zhuǎn)換器多采用PWM反激方式，并根據(jù)條件以連續(xù)模式工作。如果將這種方式簡(jiǎn)單地改為同步整流方式的話，在連續(xù)模式工作時(shí)可能無(wú)法正?？刂疲淮蝹?cè)開關(guān)元件和二次側(cè)整流元件同時(shí)導(dǎo)通，可能會(huì)因直通電流（Flow-through Current）導(dǎo)致元件損壞。因此，就需要一些方法，比如添加防止同時(shí)導(dǎo)通的電路、采用不會(huì)以連續(xù)模式工作的準(zhǔn)諧振方式、或使用時(shí)僅通過(guò)不連續(xù)模式工作等。
針對(duì)這些課題，ROHM推出了為將二極管整流式AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式而開發(fā)的二次側(cè)同步整流控制器IC “BM1R001xxF系列”，在本系列文章中，介紹了使用該系列IC將二極管整流的AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式的設(shè)計(jì)案例。
下面匯總了相關(guān)各篇文章的關(guān)鍵要點(diǎn)。同時(shí)附有各篇文章的鏈接，便于您一并使用。
＜提高AC/DC轉(zhuǎn)換器效率的二次側(cè)同步整流電路設(shè)計(jì)＞
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前言
關(guān)鍵要點(diǎn)
?由于各國(guó)的嚴(yán)格規(guī)定，改善AC/DC轉(zhuǎn)換器的效率已經(jīng)是勢(shì)在必行的事情。
?反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器采用二次側(cè)同步整流方式存在著要避免直通/擊穿狀態(tài)等課題。
?已經(jīng)開發(fā)出用來(lái)實(shí)現(xiàn)二次側(cè)同步整流的控制器IC。
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設(shè)計(jì)步驟
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?設(shè)計(jì)步驟大致如下：
?1. 同步整流電路部的設(shè)計(jì)：同步整流用MOSFET的選型、控制IC的選型、外圍部件的選型
?2. 分流穩(wěn)壓器電路部的設(shè)計(jì)
?3. 故障排除（Trouble Shooting）
?4. 特性評(píng)估 -
用于設(shè)計(jì)的IC
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?BM1R001xxF系列由強(qiáng)制OFF時(shí)間不同的5款機(jī)型組成。
?封裝采用小巧而簡(jiǎn)單的SOP8封裝。
?分流穩(wěn)壓器具有消耗電流低和精度高的特點(diǎn)，可通過(guò)降低控制電路電流來(lái)減少待機(jī)功率。
?同步整流控制器支持所有模式：不連續(xù)～臨界～連續(xù)模式，因此也適用于PWM方式的轉(zhuǎn)換器。
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電源規(guī)格和替代電路
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?在該設(shè)計(jì)案例中，將二極管整流的AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式。
?改為同步整流方式的方法有低邊型和高邊型兩種。
?改為同步整流方式雖然會(huì)使外置部件略有增加，但對(duì)于解決AC/DC轉(zhuǎn)換器的課題–提高效率（尤其是待機(jī)時(shí)的效率）來(lái)說(shuō)，是很有效的方法。
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同步整流電路部：同步整流用MOSFET的選型
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?在該設(shè)計(jì)案例中，將二極管整流的AC/DC轉(zhuǎn)換器改為同步整流方式。
?改為同步整流設(shè)計(jì)首先需要對(duì)取代輸出整流二極管的MOSFET進(jìn)行選型。
?要想確定替代部件的規(guī)格，需要先確認(rèn)現(xiàn)有電路中的電流、電壓、波形等。
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同步整流電路部分：電源IC的選擇
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?確認(rèn)現(xiàn)有電路的工作和各種條件，確定設(shè)計(jì)所用的電源IC。
?設(shè)置最大導(dǎo)通時(shí)間，防止一次側(cè)和二次側(cè)的MOSFET同時(shí)導(dǎo)通帶來(lái)的破壞。
?計(jì)算強(qiáng)制關(guān)斷時(shí)間，并選定相應(yīng)的BM1R001xxF系列。
?BM1R001xxF系列擁有強(qiáng)制關(guān)斷時(shí)間不同的5款機(jī)型。
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同步整流電路部分：外圍電路部件的選型－DRAIN引腳的D1、R1、R2
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?BM1R00147F通過(guò)DRAIN引腳的電壓來(lái)控制二次側(cè)MOSFET M2的柵極。
?DRAIN引腳的檢測(cè)電平非常低，僅為幾mV，會(huì)誤檢測(cè)到MOSFET M2開關(guān)時(shí)的微量浪涌電壓。
?作為對(duì)策，需要在DRAIN引腳添加用來(lái)吸收浪涌的電阻和二極管。
- 同步整流電路部分：外圍電路部件的選型－MAX_TON引腳的C1、R3以及VCC引腳
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分流穩(wěn)壓器電路部分：外圍電路部件的選型
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?通過(guò)BM1R00147F的分流穩(wěn)壓器電路部分的外圍部件設(shè)置來(lái)設(shè)置輸出電壓。
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故障排除(Trouble Shooting)①：當(dāng)二次側(cè)MOSFET立即關(guān)斷時(shí)
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?這是對(duì)現(xiàn)有隔離型反激式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的替換，因此充分確認(rèn)實(shí)際的運(yùn)行情況是非常重要的。
?噪聲引發(fā)二次側(cè)MOSFET誤動(dòng)作時(shí)，可在DRAIN引腳的電路中添加鐵氧體磁珠，或加大濾波用電阻的阻值。
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故障排除(Trouble Shooting) ②：當(dāng)二次側(cè)MOSFET在輕負(fù)載時(shí)因諧振動(dòng)作而導(dǎo)通時(shí)
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?這是對(duì)現(xiàn)有隔離型反激式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的替換，因此充分確認(rèn)實(shí)際的運(yùn)行情況是非常重要的。
?輕負(fù)載時(shí)二次側(cè)MOSFET可能會(huì)受諧振動(dòng)作影響而導(dǎo)通，大致有4種對(duì)策。
?1) 減小DRAIN引腳連接電阻R1
?2) 改用強(qiáng)制關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)的型號(hào)（IC）
?3) 在二次側(cè)MOSFET的漏極－源極間添加緩沖電路
?4) 減小變壓器的匝比Ns / Np?各對(duì)策都存在需要權(quán)衡的注意事項(xiàng)。
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故障排除(Trouble Shooting) ③：當(dāng)VDS2受浪涌影響而超過(guò)二次側(cè)MOSFET的VDS耐壓時(shí)
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?這是對(duì)現(xiàn)有隔離型反激式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的替換，因此充分確認(rèn)實(shí)際的運(yùn)行情況是非常重要的。
?VDS2受浪涌影響有時(shí)可能會(huì)超過(guò)二次側(cè)MOSFET的VDS耐壓，大致有3種對(duì)策。
?1) 在二次側(cè)MOSFET的漏極－源極間插入電容
?2) 加大一次側(cè)MOSFET的柵極阻值
?3) 減小變壓器的匝比Ns/Np，降低VDS2?各對(duì)策都存在需要權(quán)衡的注意事項(xiàng)。
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二極管整流和同步整流的效率比較
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?以往的二次側(cè)二極管整流方式和替換后的同步整流方式的效率相比，很明顯，同步整流方式的效率更高。
?同步整流方式中，高邊方式和低邊方式的效率基本沒有差別。
?效率差的主要因素是二極管整流的二極管損耗（VF）和同步整流的MOSFET損耗（VDS）之間的差。
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實(shí)裝PCB板布局相關(guān)的注意事項(xiàng)
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?在改為二次側(cè)同步整流電路的過(guò)程中，大多數(shù)PCB板布局相關(guān)的注意事項(xiàng)，都是以開關(guān)電源電路的布局為基礎(chǔ)的。
審核編輯：湯梓紅
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論