MOS管在DC-DC直流转换器中的应用方案

MOS管在同步整流中到底有什么作用呢?同步整流，是一种常见的电源管理技术，通常会应用在DC-DC直流转换器中。它可以通过两个MOS管来控制电流的方向，将电能传输给负载。

比如这个同步整流的拓扑电路是利用了两个MOS管，当上面的MOS管截止时，下面的MOS管就会导通，电流从电感流向下面的MOS管。

在输出电流比较大的情况下，同步整流的效率是比较高的，一般在负载为1A时，效率可以达到95%。这跟MOS管的导通电阻有关，在导通时，下侧的MOS管导通内阻较低，损耗自然也低。在许多降压DCDC电路中，经常会用到同步整流。

也就是说，MOS管的选型是很重要的，我们需要考虑到这几个重要的参数：

-电压额定值：合适的电压额定值，可以避免击穿和损坏

-电流承受能力：足够大的电流承受能力，有效应对负载的变化和电流峰值;

-开启/关闭速度：快速的开关速度可以减小功耗和提高效率

-导通电阻：低导通电阻的MOS管同样可以减小功耗和提高效率

在这里可以推荐VBsemi的MOS管，能够高效满足MOS管在同步整流电路设计的要求，多种参数与封装，可以有效地提高系统的效率和可靠性。

同步整流技术就是采用低导通电阻的功率MOS管代替开关变换器快恢复二极管，起整流管的作用，从而达到降低整流损耗，提高效率的目的。

同步整流的基本电路结构

同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。它能大大提高DC/DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。

工作方式的比较

传统的同步整流方案基本上都是PWM型同步整流，主开关与同步整流开关的驱动信号之间必须设置一定的死区时间，以避免交叉导通，因此，同步整流MOS管就存在体二极管导通和反向恢复等问题，从而降低同步整流电路的性能。

反激同步整流驱动电路选择

同步整流管的驱动方式有三种：第一种是外加驱动控制电路，优点是其驱动波形的质量高，调试方便。缺点是：电路复杂，成本高，在追求小型化和低成本的今天只有研究价值，基本没有应用价值。

上图是简单的外驱电路，R1D1用于调整死区。该电路的驱动能力较小，在同步整流管的Ciss较小时，可以使用。图6是在图5的基础上增加副边推挽驱动电路的结构，可以驱动Ciss较大的MOSFET。在输出电压低于5V时，需要增加驱动电路供电电源。

第二种是自驱动同步整流。优点是直接由变压器副边绕组驱动或在主变压器上加独立驱动绕组，电路简单、成本低和自适应驱动是主要优势，在商业化产品中广泛使用。

缺点是电路调试的柔性较少，在宽输入低压范围时，有些波形需要附加限幅整形电路才能满足驱动要求。由于Vgs的正向驱动都正比于输出电压，调节驱动绕组的匝数可以确定比例系数，且输出电压都是很稳定的，所以驱动电压也很稳定。比较麻烦的是负向电压可能会超标，需要在设计变压器变比时考虑驱动负压幅度。

第三种是半自驱。其驱动波形的上升或下降沿，一个是由主变压器提供的信号，另一个是独立的外驱动电路提供的信号。上图是针对自驱的负压问题，用单独的放电回路，提供同步整流管的关断信号，避开了自驱动负压放电的电压超标问题。