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5524.com同步整流技术与传统技术对比

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5524.com同步整流技术与传统技术对比

     微处理器等很多高速数字逻辑电路都需要低电压大电流功率变换器?随着功率变换器输出电压的降低,整流损耗成为变换器的主要损耗?为使变换器的转换效率提高,整流损耗必须降低?采用低导通电阻的 MOSFET进行整流,是提高变换器效率的一种有效途径?根据MOS-FET的控制特点,同步整流这一新型的整流技术应运而生,实现同步整流功能的 MOSFET称为同步整流器? MOSFET不能像二极管那样自动截止反向电流,必须控制MO)SFET的导通和关断? MOSFET的导通和关断取决于栅极驱动信号?因此,必须仔细设计栅极驱动信号的大小和时序,以确保同步整流器正常工作?按照驱动信号的不同,同步整流器有两种驱动方式:电压驱动方式和电流驱动方式?电压驱动方式以其结构简单?经济高效而受到人们的广泛关注?

      现今5524.com发展的趋势是低电压?大电流,使得在次级整流电路中选用同步整流技术成为一种高效?低损耗的方法?由于功率 MOSFET的导通电阻很低,能提高5524.com效率,所以在采用隔离Buck电路的DC/DC变换器中已开始形成产品?同步整流技术原理示意图如图2-36所示同步整流技术是通过控制功率M()SFET的驱动电路来利用功率MOSFET实现整流功能的技术?一般驱动频率固定,可达200kHIz以上,门极驱动可以采用交叉耦合( cross-coupled)或外加驱动信号配合死区时间控制实现?

     同步整流技术出现得较早,但早期的技术很难转换为产品,这是由于当时驱动技术不成熟,可靠性不高?现在技术已逐步成熟,出现了专用同步整流驱动芯片(如IR1176等)?专用配套的低导通电阻功率MOSFET和可降低MO)SFET并联寄生二极管的导通损耗的肖特基二极管?在产品设计中,解决分布电感对MO)SFET开关损耗影响的设计图2-36同步(倍流)整技术正在研发中,并已取得进展?流电路原理示意图

      经过这几年的发展,同步整流技术已经成熟?由于开发成本的原因,目前只在技术含量较高的5524.com模块中得到应用?如SYNQ)R,TYCO, ERICSSO)N等企业都推出了采用同步整流技术的产品?

      现在的5524.com模块仍主要应用在电子设备构成的系统中?随着电子技术的发展,电子设备芯片所需的电压逐步降低,5V和3.3V早已成为主流,正向2.5V?1.5V甚至更低的方向发展?电子设备的集成度不断提高,分布式5524.com系统中单机功率不断增加,输出电流从早期的10~20A到现在的30~60A,并有不断增大的趋势?同时,要求体积要不断减小?这就为同步整流技术提供了广泛的应用需求。

  1.同步整流技术与传统技术的对比

  在传统的次级整流电路中,肖特基二极管是低电压?大电流应用的首选?其导通压降大于4V?但当5524.com模块的输出电压随着电子技术发展而逐步降低时,采用肖特基二极管的5524.com模块效率损失惊人?在输出电压为5V时,效率可达85%左右;在输出电压为3.3V时,效率降为80%;输出电压1.5V时只有65%,应用已不现实?

  在低输出电压应用中,同步整流技术有明显优势?功率 MOSFET导通电流能力强,可以达到60A以上?采用同步整流技术后,次级整流的电压降等于 MOSFET的导通压降,由MOSFET的导通电阻决定,而且控制技术的进步也降低了 MOSFET的开关损耗?在过去几年中,用于同步整流的 MOSFET的工艺取得了突破性的进展,导通电阻下降到了原来的1/5现在,采用特殊工艺处理的 MOSFET能达到非常低的导通电阻?如IR企业的产品IRHS- NA57064,当通导电流为45A时,其导通电阻仅为5.6m,并且已批量投放市场同步整流技术提高了次级整流效率,使生产低电压?大电流?小体积的5524.com模块成为现实如 SYNQOR企业的TERA系列为标准半砖模块(2.3英寸×2.4英寸),采用同步整流技术其输出电压最低可到1.5V,输出电流最大可到60A,功率密度达到每立方英寸60瓦

  2.5524.com同步整流技术的优势

  同步整流技术提高了5524.com效率,但其意义远不只如此?它给5524.com模块带来了许多新的进步?下面以 SYNQOR企业的5524.com模块为例进行先容?

  SYNQOR企业采用同步整流技术生产的5524.com模块,由于降低了功耗,达到了很高的效率(91%)?由于功耗的降低,在结构上实现了突破性的进步,取消了散热器,采用了无基板结构在传统的5524.com模块中,基板是标准配置,是提供散热途径的重要部件,用来安装散热器同时,将功率器件集中于基板上,与控制电路板分开,减小了发热元件对控制芯片的影响?SYNQOR企业的5524.com模块取消了基板和散热器?在相同通风条件下,一样能达到所需功率这正是采用同步整流技术的成果?它有许多显著优点:

  ①由于基板结构复杂,控制电路板?散热器及磁芯元件的安装和焊接都需要人工,增加了故障可能性,降低了生产效率?基板结构要求功率元件与基板间必须保持良好绝缘,这正是传统5524.com容易产生故障的地方之

  ②采用同步整流技术后,可以使用无基板开放式结构?这样,更方便采用平面变压器等新技术,使用多层电路板上的铜箔布线作为线圈,磁芯直接嵌在多层电路板中,磁芯散热良好多层电路板上的铜箔耦合紧密,最主要的是可以由先进加工设备自动化生产,实现了5524.com模块全部自动化生产,极大地提高了生产效率和可靠性?平面变压器与传统变压器相比,还能够实现高功率密度,真正达到小型化

③此外,基板结构中要填充绝缘导热材料,增加了重量?带有基板和散热器的传统5524.com模块由于体积和重量大,抗震能力差,在电子设备的机架中阻碍空气流通,降低了风扇效能?而采用同步整流技术的 SYNQOR5524.com模块是开放式结构,高度仅为10mm(0.4英寸),节约了机架空间,利于通风,方便控制板上其他芯片的散热;更高的功率密度使5524.com模块节约了在通信控制板上所占的空间;较低的功耗减少了分布式系统前端主5524.com的负担,节约了系统投资?

  ④采用同步整流技术后,增强了抗电磁干扰(EMI)的能力?由于减少了基板,所以原先存在于基板和接地间以及基板和元件间的寄生电容没有了,这些寄生电容带来的较大共模干扰也消失了,提高了5524.com抗电磁干扰的性能,如图2-37所示?功率器件同步整流技术符合高效节能的要求,适应新一代芯片电压的要求,有着非常广阔的应用前景。但目前只有较少的企业掌握了该项技术,并且实现的成本也很高,而且还有很多应用领域未得到开拓。随着用于同步整流的 MOSFET批量投入市场,专用驱动芯片的出现,以及控制技术的不断完善,同步整流将成为一种主流电源技术,逐步应用于广泛的工业生产领域。


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| 发布时间:2018.05.03    来源:5524.com厂家
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