新型同步整流电路的设计

随着国防、航空航天科技的发展，广泛用于通信、电子对抗等领域的军用、航空电子产品对供电电源的要求越来越高，它们不仅要求电源技术指标高，还要求体积小、重量轻、效率高、可靠性高。

随着电源输出电压的降低及输出电流的增大，次级整流损耗成为电源的主要损耗。传统的肖特基二极管整流损耗较大，效率低，热设计也较困难，从而导致系统可靠性降低。采用低导通阻抗的MOSFET进行整流，可以大大降低这一损耗，是提高变换器效率的有效途径。这种应用MOS电感厂家FET进行整流的技术，称为同步整流(SR)。

本文介绍了一种具有后级开关稳压功能的同步整流电路，其既能降低损耗、提高模压电感器电源效率，又实现高精度稳压功能。
　　
LT3710的特点

LT3710是一种高效的次级同步后置稳压控制器，在多输出隔离电源中用来产生精确调节的辅助输出。它可以直接由变压器的次级绕组生成一个精确稳压的次级输出，从而最大限度地减小主路输出电感器和电容器尺寸。LT3710带可编程电流保护功能，工作频率高达500kHz。初级调节使它能很好地与无论电流模式还是电压模式的主输出控制回路一起工作。

LT3710基本功能模块包括：一个用做反馈调节的电压放大器、与初级开关脉冲同步的斜波发生器、带初级调节的PWM比较器、限流放大器和高速MOSFET驱动器。

LT3710提供了一个简单、高效和节省空间的后调节方案，特别是在低电压、大电流的应用中。其电路结构优点如大电流电感下。

● 可进一步调整占空比，实现副路输出电压的良好调整。
● 主、副电路采用同一次级绕组，变压器的漏感和寄生阻抗影响大大降低。
● 主、副电路采用一个同步整流器，节省了副路整流滤波电路，既简化了电路，又降低了电源损耗。

电路工作原理

图1所示为电源主电路原理图，其有两路输出，5V为主路，3.3V为副路，主电路拓扑采用正激变换。T1为开关变压器， 实现输入输出电气隔离。V2为同步整流管，直接被副边电压驱动；V4为续流管，其驱动信号由电感单位副边电压反相缓冲生成，与V2驱动信号互补。副路开关管V3及续流管V5由LT3710驱动，使V3、V5交替导通。

图1 主电路原理图

当输入电压或负载变化引起输出电压变化时，主PWM电路取样主路电压，自动调整输出驱动脉宽，改变V1占空比，实现主路电压稳压。而副路输出则通过LT3710控制电路，取样电压，调整V3占空比，实现稳压控制。为了消除电源的低频差拍干扰，主副路驱动信号要保持同步。

电路中，V2起着十分重要的作用。一方面，作为输出的同步整流器，它降低了整流电路的导通损耗；另一方面，与V3构成一个串联开关稳压电路。

图2所示为电路工作的电压和电流波形，整个工作过程分为3个阶段。

图2 电路工作波形

● T0～T2期间。在主PWM控制下，V1关断，由于变压器T1磁通复位，VS在T0～T1阶段为负，T1～T2阶段为0，使V2关断，V4导通，电感电流IL1通过V4续流。同时，在LT3710控制下，V3关断，V5导通，电感电流IL2通过V5续流。
● T2～T3期间。V1导通，副边电压Vs为正，使V2同步导通，IL1逐渐增大；同时LT3710驱动V3导通，为副路提供能量，IL2同步上升。在此过程中，续流管V4、V5关断。
● T3至下一个周期开始。V3关断，V5导通，IL2通过V5续流，幅度下降，而V2仍维持导通状态，IL1继续上升。通过控制V3导通时间，可实现副路电压的稳定。

关键电路参数设计、损耗分析及效率评估

根据以上电路，设计电源，相关参数要求如下：输入电压VI=176～253Vac，开关频率f=200kHz，初级占空比D=0.3～0.45，输出电压电流U01=5V、I01=10A、U02=3.3V、I02=8A、纹波≤1%。

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