在現(xiàn)代電源設(shè)計中，如何提高隔離式電源的轉(zhuǎn)換效率始終是工程師關(guān)注的重點(diǎn)。尤其在低輸出電壓、大電流的應(yīng)用場景下，傳統(tǒng)的肖特基二極管整流方式已難以滿足高效能需求。為此，采用同步整流（Synchronous Rectification, SR）成為提升效率的有效手段。

在常見的正激變換器拓?fù)渲校边呎鞑糠秩羰褂肕OSFET代替?zhèn)鹘y(tǒng)二極管，并配合精確的驅(qū)動控制，可顯著降低導(dǎo)通損耗，從而提升整體系統(tǒng)效率。以下將從實(shí)現(xiàn)方式、關(guān)鍵挑戰(zhàn)及典型IC方案三個方面進(jìn)行分析。

一、同步整流的實(shí)現(xiàn)方式

同步整流的核心在于使用MOSFET替代傳統(tǒng)二極管作為整流器件，并通過控制器精確控制其導(dǎo)通與關(guān)斷時序。常見的實(shí)現(xiàn)方式包括：

1、自驅(qū)動方式（圖1）

圖1. 正激轉(zhuǎn)換器的自驅(qū)動同步整流

利用變壓器副邊繞組直接驅(qū)動MOSFET柵極，無需額外驅(qū)動IC。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但對輸入電壓范圍有較大限制：

最小輸入電壓必須足夠高，以確保MOSFET柵極可靠導(dǎo)通；

最大輸入電壓不能超過MOSFET柵極耐壓極限；

易受負(fù)向電流影響，需額外保護(hù)機(jī)制防止器件損壞。

2. 使用專用同步整流控制器（圖2）

圖2. 帶專用驅(qū)動器IC的正激轉(zhuǎn)換器的同步整流

例如 LT3900 這類專用IC，能夠根據(jù)副邊整流信號主動控制MOSFET的開關(guān)狀態(tài)，適用于更寬的輸入電壓范圍和更高性能要求的應(yīng)用。

可快速檢測并響應(yīng)負(fù)向電流；

在突發(fā)模式或啟動階段提供保護(hù)；

支持更高的效率與更復(fù)雜的控制策略。

3. 高度集成型解決方案（圖3）

圖3. 通過與ADP1074完全集成實(shí)現(xiàn)正激拓?fù)涞耐秸鳌?/p>

如 ADP1074 所示，這類芯片集成了主控PWM控制器、MOSFET驅(qū)動器以及同步整流控制邏輯，同時采用 iCoupler?數(shù)字隔離技術(shù) 實(shí)現(xiàn)原副邊信號隔離，具備完整的安全防護(hù)功能。

二、同步整流設(shè)計中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)

盡管同步整流可以顯著提升效率，但在實(shí)際應(yīng)用中仍需注意以下幾點(diǎn)：

負(fù)電流問題：當(dāng)輸出電容預(yù)充電時，可能出現(xiàn)反向電流流經(jīng)SR MOSFET，造成電壓尖峰甚至器件損壞。解決方法包括：

啟用控制器內(nèi)部的負(fù)電流檢測與快速關(guān)斷功能；

利用MOSFET體二極管臨時整流，避免開啟同步整流；

設(shè)置適當(dāng)?shù)乃绤^(qū)時間，防止直通。

驅(qū)動信號時序控制：MOSFET的開通與關(guān)斷必須嚴(yán)格匹配整流周期，否則會引發(fā)交叉導(dǎo)通或漏電損失。

過壓與過溫保護(hù)：特別是在高頻開關(guān)條件下，MOSFET可能承受較大的應(yīng)力，因此必須集成完備的保護(hù)機(jī)制。

三、推薦IC方案：ADP1074——高度集成的同步整流控制器

ADP1074 是一款面向正激拓?fù)涞母叨燃呻娫垂芾鞩C，具備以下特點(diǎn)：

此外，ADP1074還支持遠(yuǎn)程關(guān)斷、軟啟動、頻率同步、輕載省電模式等功能，非常適合用于工業(yè)電源、服務(wù)器電源、通信設(shè)備等高性能、高可靠性場合。如需ADP1074產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

四、總結(jié)

在追求高效率的隔離式電源設(shè)計中，同步整流技術(shù)已成為不可或缺的選擇。然而，要充分發(fā)揮其優(yōu)勢，不僅需要合理選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方式，還需綜合考慮負(fù)電流、驅(qū)動時序、熱管理和安全保護(hù)等問題。

對于希望簡化設(shè)計流程、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的工程師來說，像ADP1074這樣高度集成且具備完整保護(hù)機(jī)制的同步整流控制器，無疑是理想之選。它不僅能顯著提升效率，還能有效應(yīng)對復(fù)雜工況下的可靠性挑戰(zhàn)，為構(gòu)建高效、安全的隔離電源系統(tǒng)提供堅實(shí)基礎(chǔ)。