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同步整流技术目前存在问题

同步整流专利面临问题
1、同步整流MOS晶体管在栅极电荷未被及时泄放情况下可双向导通;
2、由于MOSFET晶体管反向导通,滤波电容与滤波电感将谐振,使DC-DC变换器输出产生负压,对输入端的有极性电容和负载造成损伤,甚至使敏感负载发生逻辑错误。

3、死区时间的调整控制。

4、同步整流电路的缺点是,由于功率转换器的次级侧的接地切换操作所导致的切换损失以及电磁波干扰问题。

5、自驱动有源钳位正激变换器,其整流管和续流管在关断的时候,其栅极驱动电压是负值,这可能由于整流管和续流管的反向漏电流而产生额外的损耗,从而造成整体变换器效率的下降;另外整流管和续流管的驱动信号之间同样没有死区时间,整流管及续流管共同导通的现象依然没有解决。

6、因寄生效应而在晶体管开关上所产生的电压尖峰或高频振铃
7、由于MOSFET开通后可以双向导电,区别于二极管,因此对电路的工作带来影响。

通常的电压模式的驱动方式由于不检测流过MOSFET的电流,因此,在电路中存在电流反向的可能,其驱动信号也是在电路中变压器、电感或者其他相关点得到的波形,会引起轻载条件下效率低下等其他问题。

8、传统的采用电流互感器的方式,其取样电流消耗的能量在电路中直接消耗,导致驱动电路效率低下。

在实际应用中,通常的电流互感器驱动方案需要每个MOSFET带一个电流互感器检测其电流,导致电路成本上升、体积变大。

9、通常自驱动电路采用一个次级辅助绕组来为同步整流管和续流管提供驱动电压,但是,此种驱动方式由于辅助绕组藕合漏感与MOS管的栅极结电容产生振荡,致使驱动波形上升沿和平顶部分振荡,导致驱动损耗增大。

10、在大电流条件下开关电源同步整流电路结构及连接方式存在的连接、散热困难和额外发热等问题。

11、一般用变压器的副边绕组直接驱动MOS管。

这时在占空比比较小的情况下,会出现续流的同步MOS管导通不足的问题。

负载电流会流过MOS管的体二极管,造成较大的损耗。

12、门极通过辅助MOS管Sa至零电位,而同步整流MOS管的门极导通电压一般比较低(2~3V),所以容易受到外界千扰,也会造成共态导通的问题。

13、由于场效应管导通之后,电流可以通过该场效应管双向流动如流过负向电流。

因负向电流的存在,当空载时开关信号占空比不变,使得空载时损耗增大、效率降低;另外当多个电源并联对负载进行供电时,电源的热拔插或是输出电流的瞬变容易导致电流从一个电源倒灌
进另一电源,从而损坏同步续流管。

14、现有的自驱动同步整流电路在轻载下会进入CCM电流连续模式)模式,转换效率低。

15、当输入电压较高时,整个电源的占空比较小,将导致复位电压出现断续状态,进而使得续流管上的驱动电压在一个周期的后部分接近零,导致续流管的驱动不足,此时的电感的续流电流将通过续流管的体二极管,这是电源电路转换效率过低、续流管损坏的主要原因。

16、对于反激变换器,已有的自驱动电路要么不能很好地控制共同导通,要么就不适合多路同步整流输出的应用场合。

17、为满足大功率和大电流的应用场景,并减小损耗出现了同步整流管多管并联的应用。

实际应用中同步整流管一般工作在全通状态。

因而,开关电源在负载很小的应用场景中驱动损耗大,效率低,不能针对负载状况实现效率优化。

18、由于电流互感器与同步整流管串接,互感器本身存在一些漏感,与MOSFET的漏源之间的结电容产生谐振,造成电压尖峰,增加了线上损耗,降低了效率。

19、现有技术中的同步整流控制通过采样MOSFET两端的电压来实现,而MOSFET本身具有等效电感、结电容等很多寄生参数,从而对MOSFET的开通或关断的控制的准确性造成影响,很难保证电路工作在最佳状态;且通过大信号采样小信号容易产生失真,使得控制效率降低。

20、输入电压范围窄
21、无法准确检测出场效应管的漏极与场效应管的源极之间电压的电压值以及流过场效应管漏极和场效应管的源级的电流的电流值
22、输出电流增加时会产生在高频、高输出电流时产生的两个问题,其一为两整流回路的同步控制器将变得过于敏感而容易误动作,交流阻抗以及整流回路形成的回路电感会大幅上升而降低效率
23、检测和关断之间存在延迟时间。

24、续流管驱动电压上升缓慢
25、LLC谐振电路饱和电感。

26、应用同步整流电路到自激励型回扫变换器上的困难是,除了开关频率随连接的负荷发生很大的变化外,检测整流二极管的关断时间也是困难的。

27、输出端预偏置
28、并联反馈偏压
29、关机自激振荡
30、习知的自激技术容易在轻载关机或空载时造成整流单元的自激频率失控。

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