二次側二極管整流方式AC/DC轉換器和二次側同步整流方式AC/DC轉換器的效率比較

 

本係列文章探討了旨在將現有二次側二極管整流方式AC/DC轉換器的二次側替換為二次側同步整流用電源IC，改為同步整流方式來改善效率的設計案例。這裏給出使用替換前的二次側二極管整流方式、替換為BM1R00147F後的高邊型和低邊型共3種評估板實測效率得出的結果。測試條件為輸入電壓400VDC、輸出電壓5VDC、輸出電流0～10A。

 

 

上圖為輸出電流（Iout）整(zheng)個(ge)範(fan)圍(wei)的(de)效(xiao)率(lv)。橙(cheng)色(se)曲(qu)線(xian)是(shi)替(ti)換(huan)前(qian)的(de)二(er)極(ji)管(guan)整(zheng)流(liu)方(fang)式(shi)的(de)效(xiao)率(lv)。藍(lan)色(se)和(he)紅(hong)色(se)為(wei)替(ti)換(huan)為(wei)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)方(fang)式(shi)後(hou)的(de)效(xiao)率(lv)，藍(lan)色(se)為(wei)低(di)邊(bian)型(xing)，紅(hong)色(se)為(wei)高(gao)邊(bian)型(xing)。由(you)於(yu)兩(liang)者(zhe)的(de)效(xiao)率(lv)幾(ji)乎(hu)同(tong)等(deng)
，所(suo)以(yi)高(gao)邊(bian)型(xing)的(de)紅(hong)色(se)曲(qu)線(xian)隱(yin)藏(zang)在(zai)低(di)邊(bian)型(xing)的(de)藍(lan)色(se)曲(qu)線(xian)後(hou)麵(mian)。從(cong)圖(tu)中(zhong)還(hai)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)橙(cheng)色(se)的(de)二(er)極(ji)管(guan)整(zheng)流(liu)方(fang)式(shi)的(de)效(xiao)率(lv)較(jiao)差(cha)，右(you)側(ce)是(shi)將(jiang)縱(zong)軸(zhou)放(fang)大(da)後(hou)的(de)圖(tu)。

 

結果表明
，在最大負載10A條件下，替換前的二次側二極管整流方式的效率為77.3%
，替換後為81.3%（低邊）和81.6%（高邊）
，效率提高了4%。

 

該效率差主要是二次側整流二極管和替換後的MOSFET的損耗差。二次側整流二極管通常使用FRD（快速恢複二極管）和SBD（肖特基勢壘二極管）等。案例中的電源所使用的這些二極管的VF通常為0.5A～1V左右，因此根據簡單的傳導損耗公式VF×Iout
，假設VF為1V，計算當Iout＝10A時的損耗，得出10W的傳導損耗。而用於替換的MOSFET的傳導損耗Ron×Iout2，在Ron＝4mΩ（根據MOSFET規格）時僅為0.4W
，是二極管的1/25。

 

dangran
，shijidexiaolvbixukaolvkaiguansunhaodengqitasunhaoyinsu，yincibuhuizheyangjiandandibijiao，danercicezhengliuyuanjiandesunhaoshizhuyaosunhao，zheyidianshikeyilijiede。suoyikeyishuo，zaiwufaxianzhugaishanerjiguanzishenVF特性的情況下
，改為二次側同步整流方式是大幅改善二次側二極管整流方式AC/DC轉換器效率的有效選擇。

 

xiamiangeichusuoyongpinggubandedianlutuhebujianbiaozuoweicankao。qingzhuyi，zhelitidaodexiaolvjinshigaipingguzhongdejieguo
，xiaolvkenenghuiyinsuoshiyongbujiandetexingbodonghePCB布局等的不同而有所變動。

 

 

關鍵要點:

 

●    以往的二次側二極管整流方式和替換後的同步整流方式的效率相比,很明顯
，同步整流方式的效率更高。

 

●    同步整流方式中
，高邊方式和低邊方式的效率基本沒有差別。

 

●    效率差的主要因素是二極管整流的二極管損耗（VF）和同步整流的MOSFET損耗（VDS）之間的差。

 

 

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