同步整流
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
同步整流的實例教程
由工采電子代理的SS8102是一款專用于燈光照明及投影儀上的LED調(diào)光驅(qū)動芯片，采用同步降壓整流拓撲結(jié)構(gòu)，具有出色的調(diào)光性能，可實現(xiàn)0.01%的PWM調(diào)光精度，有效解決低灰度調(diào)光閃爍和低亮度調(diào)光深度不足的問題。針對低灰度調(diào)光特性進行系統(tǒng)運算優(yōu)化，實現(xiàn)低灰調(diào)光無抖動及閃爍問題，使LED有更好的線性度調(diào)光特性。PWM及線性調(diào)光雙重控制并存，可執(zhí)行獨立調(diào)光電流控制。
SS8102是一款高效率、恒定電流、降壓型同步半橋DC驅(qū)動芯片，較大輸出電流能力達25A，PWM調(diào)光分辨率超過100K：1；支持8V-65V的輸入電壓范圍，恒流誤差控制在4%以內(nèi)；通過DIM管腳輸入PWM信號，可靈活實現(xiàn)對LED的調(diào)光控制。
SS8102采用遲滯式恒定關(guān)斷時間的工作模式，無需外部補償設(shè)計。較大簡化外部器件，其輸出電流能力既可以通過不同阻值的外接電阻（Rcs）調(diào)整，也可以通過調(diào)節(jié)模擬調(diào)光控制引腳IADJ上的電壓來實現(xiàn)。電流能力可達25A。通過DIM管腳輸入PWM信號來靈活實現(xiàn)對LED的調(diào)光控制。
SS8102有同步模式和異步模式兩種工作模式可供選擇，客戶可以根據(jù)自己的需求來靈活設(shè)計。SS8102具有良好的線性度和穩(wěn)定的恒流特性，可以精確調(diào)光并在惡劣供電條件下穩(wěn)定工作。
SS8102還具備一系列保護功能，包括欠壓鎖定保護、過熱保護、LED開路與短路保護、輸出欠壓保護等，確保系統(tǒng)在各種惡劣條件下穩(wěn)定工作，保證系統(tǒng)在大電流運行時的穩(wěn)定性。
負載開路保護：當LED開路時，SS8102的輸出電壓被鉗制在VIN電壓，可以很好的保護芯片不被損壞。
采樣回路開路保護及短路保護：
開路保護：當VINA電壓高過UVLO閾值后，芯片被使能之前，RCS電阻開路保護檢測電路開啟并檢測RCS電阻是否開路，如果電阻開路，芯片將被關(guān)機。
展開 兩顆同型號的整流橋用于均攤散熱；
矽力杰PFC控制器（SY5072B），運行在臨界模式，采用恒定導通時間運行，內(nèi)置的升壓轉(zhuǎn)換器采用準諧振開關(guān)以獲得高效率及優(yōu)化EMI性能；
納微半導體PFC升壓開關(guān)管（NV6134），集成度非常高，不僅集成了功率芯片，還包括了保護電路，驅(qū)動電路和邏輯電路，散熱溫控以及轉(zhuǎn)化效率都非常好；
用于PFC整流的快速恢復二極管（ES5JCR）；
初級側(cè)的反激準諧振PWM控制器是安森美的 NCP1342，支持寬范圍Vcc供電、支持外接熱敏電阻進行過熱保護和多重完善的保護功能。旁邊有一顆熱敏電阻，用于檢測充電器溫度，進行過熱保護。
兩顆EL億光光耦，用于輸出電壓反饋及調(diào)節(jié)。
英集芯USB PD協(xié)議芯片（IP2729），內(nèi)置集成了USB PD、QC3.0快充以及小米120W秒充協(xié)議，功能十分強大。不過這個最大的120W功率輸出只能基于小米私有協(xié)議，也就是說，其它的手機或者設(shè)備在使用USP PD快充協(xié)議下最大功率只有65W。
威兆半導體的輸出VBUS開關(guān)管（VS3698AE），NMOS，耐壓30V，導阻3mΩ。
然后再來看平面變壓器小板上的一些元器件。
一顆納微半導體的氮化鎵開關(guān)管（NV6134）；
MPS的同步整流控制器（MP6908A），最高工作頻率600KHz，支持DCM，CCM和QR以及ACF工作模式，支持標準電壓和邏輯電壓驅(qū)動的同步整流管。同步整流管同樣是威兆半導體的NMOS（VSP003N10H） ，支持10V邏輯電壓驅(qū)動，耐壓100V，導阻3.8mΩ。
展開 我們假定整流器的正向壓降與輸出電壓相比很小。要是最小負載電流為零，你必須進入斷續(xù)模式。
在實際電源設(shè)計時，一般電源有空載要求，又不允許電感體積太大，在輕載時肯定斷續(xù)，在這種情況下，有時設(shè)置假負載，并當負載電流超過使假負載斷開，否則可能引起閉環(huán)控制的穩(wěn)定性問題，應當仔細設(shè)計反饋補償網(wǎng)絡(luò)。
同步整流是一個例外。變換器應用同步整流總是連續(xù)模式，沒有最小電感要求。
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同步整流
在現(xiàn)今許多低輸出電壓應用場合，變換器效率比成本更（幾乎）重要。從用戶觀點來說，比較貴的但高效率的變換器實際上是便宜的。如果一臺計算機電源效率低，真正計算時間常常很少，而待機時間很長，將花費更多的電費。
如果效率很重要，就要考慮采用同步整流技術(shù)。即輸出整流采用MOSFET。當今可買到許多IC驅(qū)動芯片既能驅(qū)動場效應管，也能很好驅(qū)動同步整流器。
采用同步整流的另一個理由是它將電流斷續(xù)模式工作的變換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鬟B續(xù)工作模式。這是因為即使沒有負載，電流可以在兩個方向流通（因為MOSFET可以在兩個方向?qū)ǎ＿\用同步整流，解除了你對模式改變的擔心（模式改變可能引起變換器的不穩(wěn)定）和保證連續(xù)的最小電感要求。
圖4（a）：二極管整流變換器和（b）：同步整流變換器
同步整流一個問題這里值得提一下。主開關(guān)管在同步整流導通前關(guān)斷，反之亦然。
展開 在同步整流中，高邊開關(guān)導通時低邊開關(guān)會關(guān)斷，低邊導通時高邊會關(guān)斷。開關(guān)節(jié)點波形的紅色部分表示流過IONH，藍色部分表示流過IONL。也就是說，這期間流過MOSFET的電流和MOSFET的導通電阻帶來的功率損耗成為各自的傳導損耗。以下為計算公式示例。
可以看出，結(jié)果是根據(jù)歐姆定律，I2、R乘以導通期間后的值。電流模型使用了平均電流Io。
順便提一下，在二極管整流（非同步整流）的情況下，同步整流的低邊MOSFET僅成為二極管，因此可以用同樣的思路來求損耗。二極管中沒有“導通電阻”這個參數(shù)，因此根據(jù)正向電壓Vf計算。在這里由于電壓（Vf）是已知的，因此可以通過V、I來計算。另外，當開關(guān)為雙極晶體管時，也可以按照和二極管相同的思路根據(jù)VCE來計算。
在實際的計算中重要的是：導通電阻的值根據(jù)Io值中的導通電阻來計算。一般情況下在MOSFET的技術(shù)規(guī)格書中會給出導通電阻RDS(ON)和IDS的曲線圖，可以利用這些數(shù)據(jù)。二極管的Vf和雙極晶體管的VCE也同樣可以使用技術(shù)規(guī)格書中給出的數(shù)據(jù)。
同步整流降壓轉(zhuǎn)換器死區(qū)時間的損耗
? 死區(qū)時間損耗
死區(qū)時間損耗是指在死區(qū)時間中因低邊開關(guān)（MOSFET）體二極管的正向電壓和負載電流而產(chǎn)生的損耗。在這里使用Pdead_time這個符號來表示。
同步整流方式是高邊開關(guān)和低邊開關(guān)交替ON/OFF。理想的開關(guān)狀態(tài)是兩邊的開關(guān)不會同時ON或同時OFF。然而在實際運行過程中這種理想狀態(tài)是很難的，而且，為了安全運行還特意設(shè)置了兩邊開關(guān)同時OFF的期間。將這個期間稱為“死區(qū)時間”。
展開 在同步整流中，高邊開關(guān)導通時低邊開關(guān)會關(guān)斷，低邊導通時高邊會關(guān)斷。開關(guān)節(jié)點波形的紅色部分表示流過IONH，藍色部分表示流過IONL。也就是說，這期間流過MOSFET的電流和MOSFET的導通電阻帶來的功率損耗成為各自的傳導損耗。以下為計算公式示例。
可以看出，結(jié)果是根據(jù)歐姆定律，I2、R乘以導通期間后的值。電流模型使用了平均電流Io。
順便提一下，在二極管整流（非同步整流）的情況下，同步整流的低邊MOSFET僅成為二極管，因此可以用同樣的思路來求損耗。二極管中沒有“導通電阻”這個參數(shù)，因此根據(jù)正向電壓Vf計算。在這里由于電壓（Vf）是已知的，因此可以通過V、I來計算。另外，當開關(guān)為雙極晶體管時，也可以按照和二極管相同的思路根據(jù)VCE來計算。
在實際的計算中重要的是：導通電阻的值根據(jù)Io值中的導通電阻來計算。一般情況下在MOSFET的技術(shù)規(guī)格書中會給出導通電阻RDS(ON)和IDS的曲線圖，可以利用這些數(shù)據(jù)。二極管的Vf和雙極晶體管的VCE也同樣可以使用技術(shù)規(guī)格書中給出的數(shù)據(jù)。
同步整流降壓轉(zhuǎn)換器死區(qū)時間的損耗
? 死區(qū)時間損耗
死區(qū)時間損耗是指在死區(qū)時間中因低邊開關(guān)（MOSFET）體二極管的正向電壓和負載電流而產(chǎn)生的損耗。在這里使用Pdead_time這個符號來表示。
同步整流方式是高邊開關(guān)和低邊開關(guān)交替ON/OFF。理想的開關(guān)狀態(tài)是兩邊的開關(guān)不會同時ON或同時OFF。然而在實際運行過程中這種理想狀態(tài)是很難的，而且，為了安全運行還特意設(shè)置了兩邊開關(guān)同時OFF的期間。將這個期間稱為“死區(qū)時間”。
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同步整流的最新內(nèi)容
由工采電子代理的SS8102是一款專用于燈光照明及投影儀上的LED調(diào)光驅(qū)動芯片，采用同步降壓整流拓撲結(jié)構(gòu)，具有出色的調(diào)光性能，可實現(xiàn)0.01%的PWM調(diào)光精度，有效解決低灰度調(diào)光閃爍和低亮度調(diào)光深度不足的問題。針對低灰度調(diào)光特性進行系統(tǒng)運算優(yōu)化，實現(xiàn)低灰調(diào)光無抖動及閃爍問題，使LED有更好的線性度調(diào)光特性。PWM及線性調(diào)光雙重控制并存，可執(zhí)行獨立調(diào)光電流控制。
支持正弦波和方波解決方案
? 內(nèi)置時鐘發(fā)生器
? 內(nèi)置誤差放大器，用于扭力閉環(huán)控制
? 占空比直接控制
? 方波 120°正弦波 180°導通
? PLL 角度檢測（霍爾傳感器）
? 電流領(lǐng)先相位更正
? 兩個可選死區(qū)時間
? 同步整流
直流無刷馬達驅(qū)動芯片 - SS6343M的特性：
3V-16V的工作電壓范圍
三路集成的半橋驅(qū)動
2A的持續(xù)輸出電流能力
MOSFET的導通阻抗：110m?每個MOS
SS6343M: ENBL&PWM控制接口
內(nèi)嵌3.3V/100mA的LDO穩(wěn)壓電源
內(nèi)嵌電荷泵電源支持輸PWM100%占空比工作
自動同步整流功能
集成欠壓鎖定(UVLO)和過溫保護功能
峰值達
GaN/氮化鎵 - MTC-65W1C，本電源模組是65W單一C介面，其輸出電壓由協(xié)議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構(gòu)于輸出20V重載時可達93%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統(tǒng)采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制
</p><p class="ql-align-justify">為適應電源系統(tǒng)高效率小型化的需求，同步整流線路圖推薦使用瑞森半導體<strong style="color: rgb(217, 33, 66);">低壓SGT MOS系列</strong>：</p><p class="ql-align-justify">采用SGT溝槽屏蔽柵設(shè)計及工藝制造技術(shù)，具有更高的工藝穩(wěn)定性和可靠性及更快的開關(guān)速度
開關(guān)穩(wěn)壓器則具有自由度，輸出形式包括以下4種：
?降壓輸出比輸入電壓低的電壓
?升壓輸出比輸入電壓高的電壓
?升降壓輸出恒定電壓，與輸入電壓的高低無關(guān)
?從正電壓反轉(zhuǎn)輸出負電壓
而且，開關(guān)穩(wěn)壓器的整流方式有同步整流和非同步整流（二極管整流）。
【電源IC種類】
線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器
通過DC/DC轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電壓穩(wěn)定的裝置被稱為電壓穩(wěn)壓器。
本電源模塊是65W單一C界面，其輸出電壓由協(xié)議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構(gòu)于輸出20V重載時可達93%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統(tǒng)采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達到較佳匹配
推薦一款來自臺灣美祿的快充電源設(shè)計方案，本電源模塊是65W1A2C界面，其輸出電壓由協(xié)議IC可以控制5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A等電壓輸出，使用QR/DCM反馳式電路架構(gòu)于輸出20V重載時可達91.62%效率及功率密度可達1.5W/cm3，本系統(tǒng)采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動MTC D-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制
近期美闊電子推出了一款全新的氮化鎵65W（1A2C）PD快充充電器方案，該方案采用同系列控制單晶片：QR一次側(cè)控制IC驅(qū)動MTCD-mode GaN FET(MGZ31N65-650V)、二次側(cè)同步整流控制IC及PD3.0協(xié)議IC)可達到適優(yōu)匹配。
目前廣泛應用于無線充電、快充、馬達驅(qū)動、DC-DC變換器、高頻開關(guān)、同步整流等領(lǐng)域。
