?MOSFET在同步整流驅(qū)動的應(yīng)用圖解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-11-16
如下圖一為傳統(tǒng)的次級整流電路，該電路使用快恢復(fù)或者肖特基二極管進行整流，快恢復(fù)二極管的VF一般為0.7V-1V，肖特基二極管的VF也有0.2V-0.3V，在電流比較大時，二極管上將產(chǎn)生很大的損耗，Po=VF*IF。
圖一 使用二極管的次級電流電路
圖二為使用MOSFET作為整流管時的電路，由于MOSFET的導(dǎo)通電阻Rds(on)的壓降要比二極管的正向壓降VF低的多，比如AON6230(VDS=40V，Rds(on)=1.44mΩ )，假設(shè)電流為20A，Duty=60%，則
Po=IF2*Rdson*D=20*20*1.44*1.3*0.6=448mV（此處假設(shè)MOSFET的結(jié)溫為100℃），此時MOSFET的損耗比使用肖特基二極管時要低很多。
圖二 使用MOSFET的次級整流電路
如圖三，二極管的特性曲線和MOSFET導(dǎo)通時的伏安特性曲線可知，只有在一定的電流范圍內(nèi)，同步整流（SR）的效率才會優(yōu)于二極管。
當(dāng)電流高于這一數(shù)值時，MOSFET的損耗反而會高于二極管，這是因為此時MOSFET的溫度很高，導(dǎo)致Rds(on)很大。
同步整流電路按照MOSFET的驅(qū)動方式分為自動驅(qū)動方式（self-driven）和IC驅(qū)動方式（IC-driven）。
自動驅(qū)動方式的驅(qū)動信號直接來自變壓器的次級，其驅(qū)動線路如圖四所示，該電路結(jié)構(gòu)簡單，但是缺點也非常明顯，首先由于SR的驅(qū)動電壓與輸入電壓成正比，在輸入電壓較高時，很難保證Vgs的耐壓，而且次級繞組的漏感也可能會影響驅(qū)動電壓。
其次，負載較輕進入不連續(xù)電流模式（DCM）時，可能會有反向電流流過次級繞組、SR、MOSFET到地，反向電流是非常危險的，很可能導(dǎo)致MOSFET失效。
IC驅(qū)動方式通過漏源電壓檢測，實現(xiàn)對MOSFET開關(guān)的控制，這種驅(qū)動方式解決很多自驅(qū)動存在的問題，死區(qū)時間得以精確控制，而且輕載時可以避免出現(xiàn)反向電流。
圖四 自驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)
圖五 IC驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)
次級使用MOSFET進行同步整流，一方面因為MOSFET具有非常低的Rds(on)，這樣就帶來極低的conduction loss。
另一 方面，SR MOSFET工作在ZVS狀態(tài)，開關(guān)損耗非常小，如下圖六所示，MOSFET開啟之前，體二極管已經(jīng)導(dǎo)通續(xù)流，所以是零電壓開通。
如下圖七所示， MOSFET關(guān)斷之后，電流轉(zhuǎn)而流向體二極管，Vds電壓 -直接近于零，所以是零電壓關(guān)斷。
圖六 SR MOSFET turn on波形
圖七 SR MOSFET turn off波形
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