新型同步整流电路的设计
2 损耗分析及效率估算
开关MOSFET的损耗包括开关损耗Ps和导通损耗Pr，具体计算方法如下。
① 开关损耗的计算
同步整流器V2及续流管V4、V5作二极管使用，开关损耗较小，可用公式(1)进行估算：
PS1=COSSV2GS(th)f=0.08W （1）风华电感
式中，COSS为MOSFET输出电容，查手册为1827pF；VDS(th)为MOSFET截止时漏源极间电压，取18V。
串联开关管V3的开关损耗受各种分布参数影响，计算较复杂，可用公式(2)近似计算：
（2）
式中，Crss为MOSFET反向传输电容，查手册为772pF；Igatb为栅极驱动器在MOSFET处于临界导通时输出的电流，取0.5A；VIN为MOSFET输入的峰值电压，取18V。电感器生产厂家
因此，同步整流输出部分的开关损耗为：PS=3×PS1+PS2=1.12W。
② 导通损耗的计算
MOSFET的导通损耗主要取决于导通电阻RON，而MOSFET的导通电阻与它的结温有关，当MOSFET的最高管芯结温（TJ）为绕行电感器125℃时其导通电阻最大，以MOSFET最大导通电阻作近似估算。
RON = RON1(1+k)Tj-25 = 6.5×(1+0.005)(125-25)≈10mΩ （3）
式中，k为导通电阻的温度系数，取 0.005。
同步整流器V3的导通时间包括两部分：T2～T3期间，IL1、IL2均通过同步整流器V3；T3～T电感器厂家4期间，V2关断，只有IL1流过V3，故V3的导通损耗为：
Pr1=(I01+△I1/2+I02+△I2/2)2×RON×D×3.3/5+(I01+△I1/2)2×RON×D×(1-3.3/5)=1.05W （4）
串联开关管V2，导通时间为T2～T3，IL2流过V2，故V2的导通损耗为：
Pr2 = (IO2+△I2/2)2×RON×D×3.3/5=0.18W （5）
续流管V4工作占空比为1-D，V5工作占空比为1-D×3.3/5，故V4的导通损耗为：
Pr3=(I01+△I1/2)2×RON×(1-D)=0.79W （6）
V5的导通损耗为：
Pr4= (IO2+△I2/2)2×RON×(1-D×3.3/5)=0.60W （7）
同步整流输出部分的导通损耗为: Pr=Pr1+Pr2+Pr3+Pr4=2.62W。
③ 电源总效率的计算
为了便于计算，选择在输出满载、初级占空比为0.35条件下分析整个电源总效率η。（8）
式中，PO为输出功率，为76.4W；Pl为线路及其他器件损耗功率，主要取决于变压器的工作模式及元件的选取，根据工程经验，估算为4W；PSYN为同步整流输出部分损耗，PSYN=Pr+Ps=3.74W。
故电源总效率为：（9）
实验结果和波形分析
根据要求制作一台样机，用LeCroy公司生产的示波器测试，开关管V2、V3的Ugs波形如图3所示。A为V3管Ugs波形（5V/div），B为V2管Ugs波形（5V/div），V2占空比为 0.35，V3占空比为0.25，实验波形与理论分析基本吻合。5V和3.3V输出噪声波形如图4所示，A为5V输出噪声波形（10mV/div），B为3.3V输出噪声波形（10mV/div），纹波系数小于1%，满足设计要求。在满载条件下，测量电源的效率为91.6%，与估算值相吻合。
图3 V2、V3的Ugs波形
图4 输出噪声
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