?MOSFET在同步整流驱动的应用图解-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2021-11-16
如下图一为传统的次级整流电路，该电路使用快恢复或者肖特基二极管进行整流，快恢复二极管的VF一般为0.7V-1V，肖特基二极管的VF也有0.2V-0.3V，在电流比较大时，二极管上将产生很大的损耗，Po=VF*IF。
图一 使用二极管的次级电流电路
图二为使用MOSFET作为整流管时的电路，由于MOSFET的导通电阻Rds(on)的压降要比二极管的正向压降VF低的多，比如AON6230(VDS=40V，Rds(on)=1.44mΩ )，假设电流为20A，Duty=60%，则
Po=IF2*Rdson*D=20*20*1.44*1.3*0.6=448mV（此处假设MOSFET的结温为100℃），此时MOSFET的损耗比使用肖特基二极管时要低很多。
图二 使用MOSFET的次级整流电路
如图三，二极管的特性曲线和MOSFET导通时的伏安特性曲线可知，只有在一定的电流范围内，同步整流（SR）的效率才会优于二极管。
当电流高于这一数值时，MOSFET的损耗反而会高于二极管，这是因为此时MOSFET的温度很高，导致Rds(on)很大。
同步整流电路按照MOSFET的驱动方式分为自动驱动方式（self-driven）和IC驱动方式（IC-driven）。
自动驱动方式的驱动信号直接来自变压器的次级，其驱动线路如图四所示，该电路结构简单，但是缺点也非常明显，首先由于SR的驱动电压与输入电压成正比，在输入电压较高时，很难保证Vgs的耐压，而且次级绕组的漏感也可能会影响驱动电压。
其次，负载较轻进入不连续电流模式（DCM）时，可能会有反向电流流过次级绕组、SR、MOSFET到地，反向电流是非常危险的，很可能导致MOSFET失效。
IC驱动方式通过漏源电压检测，实现对MOSFET开关的控制，这种驱动方式解决很多自驱动存在的问题，死区时间得以精确控制，而且轻载时可以避免出现反向电流。
图四 自驱动电路结构
图五 IC驱动电路结构
次级使用MOSFET进行同步整流，一方面因为MOSFET具有非常低的Rds(on)，这样就带来极低的conduction loss。
另一 方面，SR MOSFET工作在ZVS状态，开关损耗非常小，如下图六所示，MOSFET开启之前，体二极管已经导通续流，所以是零电压开通。
如下图七所示， MOSFET关断之后，电流转而流向体二极管，Vds电压 -直接近于零，所以是零电压关断。
图六 SR MOSFET turn on波形
图七 SR MOSFET turn off波形
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