同步整流的優點眾所周知。功率FET的正向壓降一般明顯低於矽整流器的正向壓降，甚至低於肖特基二極管的正向壓降。
　　
對(dui)設(she)計(ji)過(guo)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)電(dian)路(lu)或(huo)正(zheng)考(kao)慮(lv)這(zhe)樣(yang)做(zuo)的(de)人(ren)來(lai)說(shuo)
，問(wen)題(ti)也(ye)是(shi)顯(xian)而(er)易(yi)見(jian)的(de)。除(chu)了(le)定(ding)時(shi)問(wen)題(ti)以(yi)外(wai)，另(ling)一(yi)問(wen)題(ti)是(shi)柵(zha)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)壓(ya)隨(sui)著(zhe)輸(shu)入(ru)及(ji)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)設(she)計(ji)而(er)變(bian)化(hua)，更(geng)不(bu)消(xiao)提(ti)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)問(wen)題(ti)，因(yin)為(wei)許(xu)多(duo)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)設(she)計(ji)已(yi)取(qu)得(de)專(zhuan)利(li)。
　　
本文討論一種新穎的解決方案，采用一個自供電兩端同步整流器器件。
　　
同步整流的趨勢
隨著效率重要性的增加，采用同步整流器也越來越普遍。這是因為總線電壓趨向接近1伏，而電流要求以反比增長。一個典型的矽整流器在其正向偏置模式中的壓降約為1伏。同樣地
，一個肖特基二極管在其正向偏置模式中的壓降約為0.5伏。同步整流器的正向壓降取決於MOSFET的導通電阻和器件中的正向電流。基於同步整流器的電源轉換器的正向壓降範圍普遍為50 mV到200 mV。
　　
對於3.3伏的輸出電壓，如果采用肖特基二極管
，變壓器的輸出電壓須為3.8伏，而如果采用正向壓降為100 mV的同步整流器，則變壓器的輸出電壓須為3.4伏。肖特基型整流器的效率為3.3 V/3.8 V，或86%，而同步整流器的效率為3.3 V /3.4 V，或97%。僅輸出段的效率就提高了11%。通過前級減小的輸出電源紋波

，及減小其他元組件上的應力，包括變壓器、電源開關和輸入濾波器，以節約功率和成本。
　　
同步整流更加重要，因為各種經濟體均采用環保政策，如美國能源之星(Energy Star)提議的新要求。能源之星計劃為基於銘牌功率水平的電源提出特定最低能效要求。比如
，任何額定值為51瓦或以上的電源效率必須至少為85%。對於較低的功率水平，可以用公式計算能源之星額定值的最小允許效率。
　　
許xu多duo設she計ji人ren員yuan
，因yin其qi設she計ji複fu雜za或huo知zhi識shi產chan權quan問wen題ti而er不bu願yuan采cai用yong同tong步bu整zheng流liu器qi。減jian輕qing設she計ji工gong作zuo後hou，同tong步bu整zheng流liu可ke以yi與yu兩liang端duan二er極ji管guan一yi樣yang簡jian單dan。過guo去qu二er十shi年nian在zai同tong步bu整zheng流liu器qi電dian路lu方fang麵mian作zuo了le許xu多duo工gong作zuo，因yin此ci在zai各ge類lei實shi踐jian應ying用yong中zhong出chu現xian了le許xu多duo專zhuan利li。這zhe對dui於yu電dian路lu設she計ji人ren員yuan是shi一yi個ge挑tiao戰zhan
，要yao麼me繞rao過guo現xian有you的de知zhi識shi產chan權quan，要yao麼me就jiu隻zhi能neng支zhi付fu專zhuan利li費fei。
　　
兩端器件
實現與兩端整流器功能相當的器件

，必須包括一個MOSFET，一個控製該器件以及內部偏置電源的非常快速且非常敏感的電路。這樣的電路如圖1所示。
　　
與同步整流器一樣，功率MOSFET工作在第三象限。比較器檢測MOSFET上的電壓，當體二極管正向偏置時，比較器導通MOSFET。這部分電路麵對的挑戰是讓比較器隨著小的過載信號快速開關
，並且以大驅動電流快速開關MOSFET。

圖1  自供電同步整流器的簡化電路圖
　　
wenyaqimokuaiyouyigedianliuyuanhebijiaoqizucheng
，genjuneibudianrongshangdedianyaqidonghuoguanbidianliuyuan。bixukuaisuduidianrongchongdian，yibianzaizhaizhankongbigongzuomoshizhong，ruzaidianliuxianzhihuoqidongshi，jiangdianrongchongdianzhi5伏
，為MOSFET提供最大的柵極驅動。
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比bi較jiao器qi輸shu入ru端duan有you一yi個ge具ju穩wen定ding作zuo用yong的de小xiao偏pian置zhi電dian壓ya。如ru果guo偏pian置zhi電dian壓ya要yao改gai變bian極ji性xing
，在zai輕qing載zai工gong作zuo模mo式shi，此ci時shi比bi較jiao器qi將jiang看kan到dao體ti二er極ji管guan的de正zheng向xiang壓ya降jiang，同tong時shi導dao電dian開kai始shi並bing且qie導dao通tongMOSFET。在輕載工作模式中，正向電流將足夠低，以使FET電阻上的正向壓降低於偏置電壓。在這種情況下，器件將回退並再次檢測體二極管上的壓降。這樣會產生振蕩。
　　
這(zhe)種(zhong)方(fang)案(an)的(de)優(you)點(dian)在(zai)於(yu)使(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)輕(qing)鬆(song)實(shi)現(xian)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)。另(ling)一(yi)個(ge)優(you)點(dian)在(zai)於(yu)開(kai)關(guan)速(su)度(du)一(yi)致(zhi)，因(yin)為(wei)柵(zha)極(ji)驅(qu)動(dong)電(dian)壓(ya)恒(heng)定(ding)。在(zai)分(fen)立(li)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)器(qi)設(she)計(ji)中(zhong)
，柵(zha)極(ji)一(yi)般(ban)由(you)變(bian)壓(ya)器(qi)線(xian)圈(quan)驅(qu)動(dong)。因(yin)此(ci)

，柵(zha)極(ji)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)隨(sui)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)而(er)變(bian)化(hua)。柵(zha)極(ji)電(dian)壓(ya)越(yue)高(gao)
，關(guan)斷(duan)時(shi)的(de)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)越(yue)久(jiu)，因(yin)為(wei)柵(zha)極(ji)電(dian)容(rong)必(bi)須(xu)比(bi)低(di)線(xian)時(shi)在(zai)更(geng)大(da)的(de)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)內(nei)放(fang)電(dian)。
　　
例如，如果MOSFET的柵極導通電壓為2.5伏，柵極驅動為5伏
，那麼驅動器必須放電柵極2.5伏才能開始其關斷過程。在高線時，柵極電壓可以高達20伏，要求驅動器在關斷過程開始之前必須放電柵極12.5伏。所以開始關斷MOSFET所需的放電就是五倍，產生的定時差別就是幾十納秒。
　　
內部穩壓電源的另一個優點在於它用在諧振轉換器時。因為諧振轉換器中波形的dv/dt相對較小，所以直接用變壓器線圈驅動MOSFETshibukexingde。tongguozaijishinamiaozhongtigongkuaisufangbozhajiqudongrangcidianlukefulezhegewenti
，eryuzhuanhuanqidedianyaboxingwuguan，yincijiejuelexiezhenzhuanhuanqideyigezhuyaowenti。
　　
適shi用yong於yu此ci設she計ji的de兩liang種zhong應ying用yong是shi之zhi前qian討tao論lun過guo的de諧xie振zhen轉zhuan換huan器qi和he非fei連lian續xu反fan激ji轉zhuan換huan器qi。采cai用yong這zhe種zhong器qi件jian已yi經jing建jian造zao了le幾ji種zhong非fei連lian續xu反fan激ji轉zhuan換huan器qi，而er且qie與yu肖xiao特te基ji型xing整zheng流liu器qi相xiang比bi，效xiao率lv提ti高gao了le2%到10%。效xiao率lv提ti高gao的de優you勢shi體ti現xian在zai幾ji個ge方fang麵mian。散san熱re器qi減jian小xiao了le，成cheng本ben降jiang低di了le，空kong間jian和he重zhong量liang減jian小xiao了le。不bu僅jin是shi整zheng流liu器qi


，還hai有you電dian源yuan開kai關guan和he變bian壓ya器qi的de內nei部bu溫wen度du也ye降jiang低di了le
，從cong而er提ti高gao了le係xi統tong的de可ke靠kao性xing。
　　
用非連續模式反激轉換器對這一器件進行測試。它設計工作在36到72 Vdc的標準電信輸入範圍內。根據此器件的初始測試
，測量到效率明顯地提高。以肖特基二極管(MBRB4030)，然後以BERS(NIS6111)同步整流器進行效率測試。功率FET的溫度也明顯降低，因為電路中同步整流器產生的功率也下降了。圖2所示  5安培負載條件下
，FET溫度下降了20℃到40℃。從而能節約散熱器並提高可靠性。
　　
設計考慮
采用這類器件需要理解幾方麵的設計考慮。最重要的考慮之一是需要足夠的反向電壓保持控製電路工作。如圖1所示，穩壓輸入使芯片的偏置電源對內部電容充電。此輸入工作在完全柵極驅動的反向電壓要求為6.5到28伏。電容充電時間大約為200 ns，所suo以yi不bu需xu要yao長chang脈mai衝chong。在zai許xu多duo情qing況kuang下xia，穩wen壓ya輸shu入ru引yin腳jiao可ke以yi與yu陰yin極ji引yin腳jiao直zhi接jie連lian接jie
，以yi得de到dao真zhen正zheng的de兩liang端duan工gong作zuo。如ru果guo陰yin極ji沒mei有you足zu夠gou的de電dian壓ya，此ci引yin腳jiao可ke以yi連lian接jie到dao變bian壓ya器qi上shang的de一yi個ge插cha頭tou。輸shu出chu電dian壓ya非fei常chang低di時shi會hui發fa生sheng此ci類lei情qing況kuang，此ci時shi電dian壓ya範fan圍wei在zai3伏以下，實例如圖2所示。