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
　　
穩wen壓ya器qi模mo塊kuai由you一yi個ge電dian流liu源yuan和he比bi較jiao器qi組zu成cheng，根gen據ju內nei部bu電dian容rong上shang的de電dian壓ya啟qi動dong或huo關guan閉bi電dian流liu源yuan。必bi須xu快kuai速su對dui電dian容rong充chong電dian，以yi便bian在zai窄zhai占zhan空kong比bi工gong作zuo模mo式shi中zhong，如ru在zai電dian流liu限xian製zhi或huo啟qi動dong時shi


，將jiang電dian容rong充chong電dian至zhi5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(tong)MOSFET。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。
　　
zhezhongfangandeyoudianzaiyushidianlushejirenyuanqingsongshixiantongbuzhengliuqi。lingyigeyoudianzaiyukaiguansuduyizhi，yinweizhajiqudongdianyahengding。zaifenlitongbuzhengliuqishejizhong，zhajiyibanyoubianyaqixianquanqudong。yinci，zhajishangdedianyasuishurudianyaerbianhua。zhajidianyayuegao，guanduanshideyanchishijianyuejiu，yinweizhajidianrongbixubidixianshizaigengdadedianyafanweineifangdian。
　　
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MOSFET是shi不bu可ke行xing的de。通tong過guo在zai幾ji十shi納na秒miao中zhong提ti供gong快kuai速su方fang波bo柵zha極ji驅qu動dong讓rang此ci電dian路lu克ke服fu了le這zhe個ge問wen題ti
，而er與yu轉zhuan換huan器qi的de電dian壓ya波bo形xing無wu關guan
，因yin此ci解jie決jue了le諧xie振zhen轉zhuan換huan器qi的de一yi個ge主zhu要yao問wen題ti。
　　
shiyongyucishejideliangzhongyingyongshizhiqiantaolunguodexiezhenzhuanhuanqihefeilianxufanjizhuanhuanqi。caiyongzhezhongqijianyijingjianzaolejizhongfeilianxufanjizhuanhuanqi
，erqieyuxiaotejixingzhengliuqixiangbi，xiaolvtigaole2%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
，suoyibuxuyaochangmaichong。zaixuduoqingkuangxia，wenyashuruyinjiaokeyiyuyinjiyinjiaozhijielianjie


，yidedaozhenzhengdeliangduangongzuo。ruguoyinjimeiyouzugoudedianya，ciyinjiaokeyilianjiedaobianyaqishangdeyigechatou。shuchudianyafeichangdishihuifashengcileiqingkuang
，cishidianyafanweizai3伏以下
，實例如圖2所示。