基于DSP的多相并联同步整流电路研究--论文(72页).doc

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1、-基于DSP的多相并联同步整流电路研究-论文-第 55 页中图分类号： TN86 论文编号： 学科分类号： 510.1099 密级： 公 开 硕 士 学 位 论 文基于DSP的多相并联同步整流电路研究作者姓名： 专业名称： 电路与系统 研究方向： 开关电源并联控制 导师姓名： 导师单位： 电子信息工程系 答辩委员会主席： 论文答辩日期： 年 月 日大学研究生处201 年 月 日A Dissertation in Electronic circuit and system Reserch of Multiphase parallel synchronous rectifier circuit b

2、ased on DSP独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 安徽理工大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：_ 日期：_年_ 月_ 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解 有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文

3、被查阅和借阅。本人授权 安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日导师签名： 签字日期： 年 月 日摘要同步整流技术多应用于低压输出的开关电源之中，其基本原理是利用MOSFET的通态电阻极低这一特性来降低电路损耗。随着新型电子产品对供电要求的不断提高，同步整流电路越来越广泛地应用于低压大电流输出环境中。但是单相的同步整流电路输出能力有限且随着输出电流增大，转换效率会降低。本课题即针对以上问题研究了多相同步整流电路并联运行的解决方案。在该

4、方案中，其关键技术是实现多相并联同步整流电路的均流输出。本文在分析同步整流电路拓扑结构和现有均流技术的前提下，选取双管正激为基本拓扑结构，并对原有结构做了改进；在控制方法方面，采用最大电流自动均流法作为均流控制的主要控制策略；本文介绍了并联模块电路的主要参数的设计方法，包括输入、输出滤波电容的计算与选择，变压器的参数设计，驱动电路的设计等；利用DSP实现系统的数字PID控制。本文设计了一种全新的控制方式，使得电路可以根据负载变化自动切换工作模式，保证电路在不同负载条件下都能达到最优的转换效率，从而提高了多相并联电源的功率密度以及可靠性。利用Matlab自带的Simulink平台搭建了三相并联同

5、步整流电路仿真模型，分别对单相的同步整流电路和三相并联电路进行了仿真，通过改变电路的负载测得电路在不同负载条件下的转换效率。仿真结果证明，多相并联同步整流电路可以解决单相电路负载能力有限的问题，仿真结果同时说明，利用多相并联技术，电路的等效工作频率得到了提高，输出电压的纹波值得到了降低。图60 参57关键字：同步整流，多相并联，均流控制，DSP分类号：TN86AbstractSynchronous rectification technology is used in the rectifier circuit,using low on-state resistance MOSFET rect

6、ifier diodes instead of conventional to reduce the circuit losses, along with the continuous improvement of supply requirements of the new electronic product,synchronous rectifier circuit is widely used in low voltage and high current output environment.However, the conversion and efficiency of a si

7、ngle phase synchronous rectifier circuit efficiency will be reduced along with the increases of output current.In this paper,parallel operation solutions is sdudied of the multiphase synchronous rectifier circuit. In this scenario, the core technology is to achieve the average output current between

8、 modules.Based on the premise of analyzing synchronous rectifier circuit topology and existing current sharing technology, the double forward circuit isselected as the basic structure and the original structure has been improved. Maximum current automatic current law is the main method of control st

9、rategy. The main parameters of the parallel module circuit was designed,including calculation and selection of the input and output filter capacitor,parameter design of the transformer and design of drive circuit. The DSP is used as a PID controller to control of the entire system. A new control met

10、hod is designed to ensure the circuit automatically switch woke-mode according to the changed load.The circuit is set to achieve maximum conversion efficiency under different load conditions.The reliability and power density of the circuit is improved. Using Matlab / Simulink to build a three-phase

11、parallel synchronous rectifier circuit simulation platform. Single-phase and three-phase synchronous rectifier circuit parallel circuit was simulated respectively,and the circuit conversion efficiency was measured under different load conditions by changing the circuit load. The simulation results s

12、how that the multi-phase synchronous rectifier circuit could save the problem of the limited load capacity of a single-phase circuit, the simulation results also shows that useing multiphase technology can improve the equivalent frequency and reduce the value of the output voltage ripple .Figure60 R

13、eference57Keywords: Synchronous rectification，Multiphase Parallel，Current Sharing，DSPChinese books catalog：TN86目录摘要IAbstractIII1 绪论11.1 引言11.2 课题研究的背景及意义21.3 国内外发展现状31.4 本文所做主要工作42 同步整流及均流控制技术简介72.1 同步整流技术简介72.1.1 同步整流管的主要参数介绍72.1.2 同步整流电路的驱动方式102.1.3 常用同步整流电路的分析122.2 常见均流方法简介162.2.1 均流控制的必要性162.2.2

14、 均流方法基本思想182.2.3 下垂法及其原理202.2.4 有源均流法及其原理212.3.5 常见均流方法比较272.3 本章小结283 系统硬件电路的设计293.1 系统电路总结构293.2 拓扑结构的选择与改进293.3 单相电路模块设计333.3.1 输入滤波电容的参数计算343.3.2 变压器的参数计算与设计353.3.3 驱动电路设计373.3.4 输出滤波电容的选择383.3.5 采样反馈电路设计383.4 本章小结404 基于DSP的系统软件设计414.1 PID算法概述414.1.1 PID控制算法原理414.1.2 PID控制算法公式推导424.2 系统控制策略444.3

15、 系统控制主程序454.4 DSP各模块程序流程494.4.1 EV控制模块504.4.2 A/D控制模块504.4.3 中断控制模块524.5 本章小结535 仿真结果及分析555.1 单相电路模块仿真555.2 多相并联同步整流电路仿真585.3 本章小结686 结论及展望716.1 课题总结716.2 展望71参考文献73致 谢77读研期间主要科研成果79ContentsAbstractIAbstractIII1 Prefacs11.1 Itroduction11.2 Research background and significance21.3 Situation at Home a

16、nd Abroad31.4 The main research work and content arrangement of this article42 Introduction of Synchronous rectification and flow control techniques72.1 Introduction of Synchronous rectification72.1.1 Principles and main parameters of synchronous rectifier72.1.2 Drive mode of synchronous rectifier c

17、ircuit102.1.3 Commonly used topology analysis of Synchronous rectifier122.2 Introduction of common methods of flow162.2.1 Necessity of control of flow162.2.2 The basic idea of flow control methods182.2.3 Drooping law and its principles202.2.4 Active current law and its principles212.3.5 Comparison o

18、f commen flow methods272.3 Chapter Summary283 The hardware design of multi-phase parallel synchronous rectifier circuit293.1 Overall structure of multi-phase parallel synchronous rectifier293.2 Topology selection and improvement293.3 Module design of single-phase synchronous rectifier circuit333.3.1

19、 Parameter calculating of input filter capacitor343.3.2 Parameter calculation and design of high-frequency transformer353.3.3 Drive Circuit Design373.3.4 Choice of the output filter capacitor383.3.5 Design of sampling feedback circuit383.4 Chapter Summary404 Design system software based on DSP414.1

20、Overview of PID algorithm414.1.1 Principle PID control algorithm414.1.2 Derivation of PID control algorithm formula424.2 System control strategy444.3 The main program of system control454.4 The program flow of each module DSP494.4.1 EV control module504.4.2 AD control module504.4.3 Interrupt Control

21、 Module524.5 Chapter Summary535 Analysis of Simulation results555.1 Simulation of single-phase synchronous rectifier circuit555.2 Simulation of multiphase parallel synchronous rectifier circuit585.3 Chapter Summary686 Conclusion and Prospects716.1 Topic summary716.2 Prospects71References73Acknowledg

22、ments77About the auther and the main research achievements during grad791 绪论1.1 引言当前，信息技术和微电子技术发展迅猛，各类电子芯片的已功能越来越多，要求其电流供应不断增大。人们希望其供电电源的功耗尽量小，转换效率尽量高，基于以上要求，同步整流技术应运而生，采用同步整流技术可以十分有效地降低电路损耗。但是单相的同步整流电路电流输出能力有限，经过测量，在输出电流超过40A以后，电路转换效率会出现明显的下降，而现存的许多精密电子设备的工作电流甚至会超过100A。此时，如果还是采用单相电源模块进行供电，同步整流电路中的开

23、关管和整流管就需要处理巨大的功率，其电压应力将远超正常水平，从而引发散热困难等问题，使得电路损耗上升、转换效率下降。另外，电子设备系统精密化程度高，一旦供电电源发生问题，不仅可能损坏设备本身，而且系统的瘫痪还有可能导致其他不可估量的损失。所以必须要保证供电的稳定性，而传统的单电源在自身出现故障时并无其他持续供电的能力，无法保证其稳定性。基于以上原因，采用多相同步整流电路并联运行已成为提高同步整流电路负载能力的一个重要解决思路1。采用多相电源模块并联运行，可以有效提高电源系统整体的功率输出能力，在多相并联电源系统中应用冗余技术还可以显著提高电源系统的稳定性。然而在实际的使用过程中，多相电源模块并

24、不能直接进行并联，因为在设计制作时，各相电源模块由于工艺水平的限制，各个模块之间的参数必然存在着这样或者那样的差异，有时这些差异不不仅仅来自于器件参数本身，外界因素也非常有可能导致电源模块出现较大的参数差异。这种情况下，如果将各模块电源直接并联运行，就会导致电源系统各模块负担的负载不一致，进而导致有的模块轻载运行，而有的则会承担较高的负载甚至在过载情况下运行，如此一来输出低的模块就不会为负载进行供电，相反还会成为负载，电源系统的损耗将大大增加，长期处于这种状态之下，其稳定性和使用寿命也会随之下降2。所以多相电源模块并联运行时必须采取一定的控制措施，使得各电源模块的输出功率尽可能一致。本文即主要

25、针对多相同步整流电路的并联问题进行研究和仿真分析。1.2 课题研究的背景及意义 由上一小节分析可知，单相同步整流电路输出能力有限，采用多相同步整流电路并联运行是解决这一问题的有效方法。多相并联同步整流电路就是若干个同步整流电路模块采用并联运行的方式，组合成为一个大的同步整流开关电源系统。在分析并联电源系统时，可将单电源模块等效为电源内阻与理想电压源串联的形式再进行分析3。其示意图见图1，假设N个电源模块并联成为一个电源系统，它们同时向负载RL供电。其中Vo1为模块1的理想电压源的电压值，Ro1为内阻值，Vo2、Ro2为模块2的理想电压值和内阻值，以此类推，VoN、RoN为模块N的理想电压值和内

26、阻值。图1并联电源系统结构图Fig.1 Polyphase power supply module in parallel与采用单电源进行供电相比，采用多相并联同步整流电路进行供电有许多优点，具体如下所述：(1) 多相并联同步整流电路的负载能力得到增强当所需电流超过单电源限制时，采用多相同步整流电路并联运行，每一相的电源模块承担系统输出电流的一部分，在每一相电源模块输出不超出自身限制的情况下，整个电源系统实现大电流输出。例如要求三相并联电源系统输出电流120A，则每一相输出40A即可满足要求。(2) 多相并联同步整流电路的转换效率得到提高一方面，电源在额定功率范围内工作时，开关管和整流管的损耗

27、都会较小，而变压器等磁性组件的损耗也较小4，当多相并联电源系统中各相电源模块工作在限制范围内，其并联而成的整体系统效率高于相同输出的大功率单电源。另一方面，在相对较小的电流输出要求下，多相并联同步整流电路因采用模块化设计，可以只让系统的部分模块工作，由于系统工作的模块相数可调，为适应输出要求可增减并联工作的模块数，电源系统可以一直保持较高的转换效率。(3) 多相并联电源系统的可靠性得到提高单电源供电时一旦电源本身出现故障，供电就会出现问题，导致系统运行可靠性不高。在多相并联同步整流电路中，如果并联电源系统达到额定功率的情况下需要N相电源模块进行并联，在设计时可以将其设计为N+1相结构5，电源系

28、统运行时其中N相电源模块正常工作，剩下的那一模块处于待命状态，一旦电源系统的某一相模块出现问题，立刻隔离故障模块，并入待命模块，不改变各相电源模块的输出值，保证电源系统的正常运行，并且不需要使电源系统停止工作就可以对故障模块单独维修。(4) 多相并联电源系统可节约设计成本多相并联同步整流电路由若干相同的电源模块并联而成，各子模块参数标准相同，如果需要更高/低的电流输出，只需要增加/减少电源系统模块数目就能实现，而不需要再进行重新设计，大大节约了设计成本。当用电系统需要变化时，只要选取相适应的个数的模块进行并联就可以达到要求。综上所述，多相并联同步整流电路优点明显，日益成为开关电源领域发展的新方

29、向，而实现多相电源模块间的均流输出是提高多相并联电源系统效率及可靠性的关键技术。1.3 国内外发展现状上世纪70年代初，我国的开关电源技术开始发展。经过40余年的不断发展，开关电源技术有了长足的进步，在此发展期间，相控电源已经逐步被淘汰，而高频开关电源广泛应用于我国国防、信息、通信、家电等领域。近些年来，开关电源的发展一直是向着高频、低耗、智能化等方向不断地进步，开关电源工作频率不断提高使得开关电源越来越轻、越来越小、越来越薄。而开关电源的低耗主要依赖于国内外新型元器件的开发6。SMT(Surface Mount Technology)技术的出现，使得在电路板的两面都可以布置元器件，这样可以使

30、开关电源成品节约更多的空间，使得开关电源的体积变小，重量变轻。驱动控制方面的不断创新也能实现开关电源的低损耗要求，如软开关技术就是创新改变驱动技术的产物，该技术通过实现ZVS(Zero Voltage Switch) /ZCS (Zero Current Switch) 7大大降低了电源损耗。而针对诸如DSP芯片、电脑主板等高精尖电子产品需要的低压大电流供电，同步整流技术已经得到广泛使用。随着微处理器广泛应用于开关电源的监控和控制，开关电源的智能化也在不断提高8。此外，模块化也是开关电源发展的一大趋势，分布式供电系统（Distributing Power System）的概念早在上世纪70年代

31、就已经出现，分布式供电系统最初是应用在计算机供电系统和通信电源之中。近些年随着电子产品的发展，开关电源并联供电已迅速发展并被广泛应用到越来越多的领域之中。像电镀金、逆变焊机、电动自行车等大功率供电场合都用到了开关电源并联供电技术。对于电子设备而言，供电系统的稳定性是一个很重要的技术参数，而要提高并联开关电源的稳定性，就必须实现各相电源模块间的均流输出9。目前，国内外已经有几种比较常见的并联均流方案，像外部控制器法、主从电源法、最大电流法、下垂法、自动均流法等等。美国的Unitrode公司更是将均流控制电路集成为一块小小的芯片UC3907系列均流控制芯片，UC3907系列芯片结构简单，在电路中使

32、用使原本复杂的控制电路变成一块集成芯片，节约空间，并且可靠性强。其他数字芯片诸如单片机、DSP的出现使得开关电源的控制不仅仅停留在模拟电子技术阶段，数字化控制更加精确也更加方便，可以用它们来控制多相并联电源，使得电源系统实现各模块均流输出 10。1.4 本文所做主要工作 本课题的研究目的是在掌握同步整流技术原理和多相电源模块并联运行控制原理的基础之上，选取合适的同步整流电路拓扑进行并联，利用DSP作为数字PID控制器控制并联电源系统，实现整个系统的稳定运行以及各模块的均流输出。主要研究内容：(1) 分析同步整流技术的原理，比较各种拓扑结构的优缺点，选取合适的拓扑作为单相电源模块的设计依据。(2

33、) 分析多相并联同步整流电路存在的均流输出问题及现有的均流控制方法，在此基础上确定本课题的控制策略及其实现方案。(3) 设计本课题的相关硬件电路、利用DSP实现最终的软件控制。(4) 利用Matlab自带的Simulink平台搭建了三相并联同步整流电路的模型，通过仿真验证电路硬件参数设计及控制策略的可行性。全文结构如下：第一章简要介绍了同步整流电路的发展概况及并联技术的产生的背景，分析出了电源模块并联运行的各种优点。第二章介绍了现有的均流及同步整流技术。分析了同步整流技术的原理及各项技术参数。另外介绍了常见的均流方法，比较了各种均流方法的优缺点，为下一步选取基本控制方法打下基础。第三章设计了多

34、相并联同步整流电路的硬件电路。选取双管正激作为单电源模块的拓扑结构，并在原有的结构上提出了优化改进措施。设计了电源模块主电路以外的各部分硬件电路，描述了电源系统的总体控制策略。第四章对多相同步整流电路的控制软件进行设计，用DSP作为主控芯片，详细介绍了所用的数字PID算法，给出了所用DSP各模块的程序流程图及部分的控制程序。第五章依照上述各章节的设计在Matlab自带的Simulink平台上搭建了三相并联同步整流电路的模型，通过仿真分析，验证了设计方案的正确性。第六章对课题研究工作进行总结并指出该课题深入研究的方向。2 同步整流及均流控制技术简介2.1 同步整流技术简介同步整流技术一般运用在输

35、出要求为低压大电流的开关电源之中，在此输出条件下，若开关电源采用普通的整流技术，损耗会很高11。例如在2.5V/50A的输出环境下，普通的二极管的正向压降达到0.7V，则整流损耗占到输出功率的28%。若采用同步整流技术因MOS管的导通电阻通常为m级，导通时其正向压降远远小于0.7V，所以较之普通的整流电路，整流损耗得以降低。2.1.1 同步整流管的主要参数介绍图2 MOS管和肖特基二极管Fig.2 MOS tubes and Schottky Barrier Diode图2所示为MOS管与肖特基二极管SBD。从图中可以看出，MOS管中有一个小的二极管接于源极和漏极，这个小二极管称为体二极管12

36、。同步整流电路中的MOS管在使用时，驱动信号加在MOS管的栅极，当驱动信号大于MOS管的门限电压时1314，MOS管开始导通；当驱动信号下降至门限电压以下时，MOS管关断，通常在设计电路时，为了保证MOS管的完全关断，控制其关断时可以在MOS管的栅极加负极性电压。MOS管导通时的内阻极小，可有效降低电路的损耗。但是当栅极电压控制MOS管关断时，电流仍可以通过MOS管的体二极管续流，而MOS管的体二极管的导通压降和回复时间都较高，其值高于肖特基二极管，一旦出现电流经过MOS管体二极管续流的情况，整流电路的损耗不仅不会因为使用了MOS管下降反而会增加。所以，使用MOS管作为同步整流管时，在电路控制

37、时需要控制好整流二极管的开、断时序，尽量避免电流流经MOS管的体二极管。同步整流电路在工作时损耗产生原因较为复杂。下面对同步整流二极管的通态电阻、寄生电容、正向压降和阻断电压等参数进行分析，明确损耗产生的原因及大小计算方法。(1) 同步整流管的通态损耗计算同步整流管的通态电阻即其导通时的等效阻值，这一阻值通常为m级别，而其正向通态损耗即在其导通过程中产生的额外损耗。式(2.1) 可以计算出同步整流管的正向通态损耗。 (2.1)式中：IdsSR管正向电流的有效值；RdsonSR管的通态电阻。若单个同步整流管的导通电阻仍大于要求值，可以用数管并联使用的方法减小其等效通态电阻15。但是，随着开关频率

38、的增加，多管并联会使得其等效寄生电容成倍增大，寄生电容增大带来的结果就是其损耗会大幅增加。(2) 同步整流管的寄生电容与驱动损耗分析图3 同步整流管等效电路图Fig.3 The SR tube equivalent circuit diagram图3所示为同步整流管的MOS管的等效电路图。Cgs、Cgd和Cds为同步整流管的寄生电容。图4 栅极电压波形Fig.4 Grid voltage waveform下面描述MOS管的开关速度和驱动电路的设计计算方法。式(2.2)为MOS管的栅极电荷表达式： (2.2)式中：Qg栅极电荷；Ig驱动电流；tMOS管的开通时间。同步整流管的驱动损耗可表示为式(

39、2.3) (2.3) (2.4)在MOS管的栅极加驱动信号时，MOS管开通，开通过程中电流对MOS管充电16，在MOS导通后其通态电阻很小。图4所示为MOS管在此过程中电压VGS幅值图。这一充电过程大致可分为4个阶段：第一阶段电流主要是对Cgs充电，电压从0一直上升到VT；第二阶段和前一阶段类似，电压从VT上升到Vmil，第三阶段充电电流开始完全对Cgd充电，VDS开始下降，此阶段VGS和充电电流Ig保持不变；第四阶段主要对和Cgs、Cgd充电，VGS从Vmil上升到Vin。充电完成后MOS管的导通电阻下降至导通后的正常水平。(3) 体二极管的压降分析VF用以表示同步整流的体二极管的正向压降1

40、7，体二极管的正向压降越大，它的通态损耗就越大。一般情况下VF约为1V，而同步整流管在正向导通时只有m级别的阻值，即使电流很大其压降也远远小于体二极管。所以在工作时，为降低体二极管带来的附加损耗就应尽量避免电流流过MOS管的体二极管。(4) 阻断电压与肖特基二极管相比，MOS管可承受的阻断电压的值更高。对于MOS管而言，其通态电阻与阻断电压呈正相关关系。2.1.2 同步整流电路的驱动方式在开关电源工作运行的过程中，需要同步整流管按照一定的时序进行导通。另外若想正常地工驱动同步整流管，其驱动电压必须要大于其门限电压值18。同步整流管的驱动方式根据驱动信号是电压还是电流可以分为电压型驱动和电流型驱

41、动方式；若驱动信号来自电路本身，称为自驱动方式，来自外部则称为外驱动方式。常见的电压型自驱动方式有图5所示的几种，它们的共同特点是驱动信号来自电路本身19。(a) 辅助绕组自驱动(a) Since the auxiliary winding drive(b) 副边绕组自驱动(b) Deputy winding drive(c) 滤波电感耦合自驱动(c) Filtering inductance coupling the driver(d) 栅极电荷自维持驱动(d) Since the gate charge maintain drive图5 几种电压自驱动电路Fig.5 Several vol

42、tage driving circuit图5所示为几种电压自驱动电路。电压自驱动指的是MOS管的驱动信号是电压信号，且这一信号来自于电路某一处。采取此种驱动方式时，信号一般是电源中的变压器或者电感之上的电压信号。采用辅助绕组自驱动方式时，驱动电压来自在额外增加的辅助绕组，辅助绕组绕于变压器副边，接SR管栅极，因为变压器的变压比已知，每一匝表示一定的电压值，所以根据MOS的门限电压大小选择绕组匝数即可。但是采取这种驱动方式的时候，电流在变压器复位时通过MOS管体二极管，增加了损耗。采用副边绕组电压自驱动方式时，SR管的驱动信号来自于变压器的副边绕组，但是该驱动方式存在与辅助绕组自驱动方式一样的缺

43、点，会增加损耗。另外一方面，SR管的驱动电压直接来自变压器的副边，驱动电压的幅值不能精确的控制，使得该方式有时不能有效地驱动SR管。采用滤波电感耦合自驱动方式可以解决上述两种电压自驱动方式中存在的续流SR管体二极管在变压器磁复位时导通的问题，提高了开关电源的转换效率。但是由电路可以看出，采用滤波电感耦合自驱动方式时需要在输出滤波电感上额外增加两个绕组，会使输出滤波电感体积增大，也会增加电感绕制工艺的难度。栅极电荷自维持驱动方式的电路连接方法有多种，但是其原理一致，都是在电路中增加一个辅助开关管和一个二极管，以这样的方式提高开关电源的效率19。从上述四种常见的电压自驱动方式中可以看出电压自驱动方

44、式的最大优点就是电路简单，利用电路某一回路为同步整流管提供驱动信号；但同时也存在一些不足，主要是SR管的驱动电压来自电路内部，幅值需要特殊调节才能达到驱动的要求。另外在前两种驱动方式中，在变压器复位过程中会增加电路损耗。与自驱动方式相对应的就是外驱动方式20。外驱动方式中，同步整流管的驱动信号来自外部控制回路或者控制芯片。由于多数控制芯片的输出电压并不能达到同步整流管的门限电压，所以多数情况下，电路中需要加入隔离放大环节，如此一来，电路的结构比起自驱动方式就会变得复杂。以上是外驱动方式的缺点，但是其优点也很明显，那就是应用外驱动控制方式能够更精确地控制同步整流管，并且更方便地实现电路的数字智能

45、控制。所以在复杂的电路中，一般会采用外驱动的方式。2.1.3 常用同步整流电路的分析在本课题中，多相并联同步整流电路各模块的设计参数相同，并联模块主电路的拓扑的选择对整个系统的运行的稳定性、可靠性起到至关重要的作用。目前有很多的开关电源的拓扑结构，并且各种拓扑结构都有其自身的优点和不足，本小节将对同步整流电路的常见拓扑结构进行详细的分析，比较各种结构的优缺点，以最终确定模块电路的主拓扑结构。传统的开关电源的整流损耗大，而利用同步整流技术是减小整体损耗的有效途径。同步整流技术越来越多地应用于各种应用场合，已经迅速成为一种主流的电源技术。本小节就分BUCK同步整流电路、正激同步整流电路、半桥同步整流电路、推挽同步整流电路分析常见的同步整流电路的拓扑结构21 23。(1) BUCK同步整流电路图6所示为BUCK同步整流电路。图6 BUCK同步整流电路Fig.6 BUCK synchronous rectifier circuitBUCK同步整流电路优点显著，电路之中不存在漏感及变压器直流偏磁等问题，系统工作可靠性高，电源模块化易于实现。当然，BUCK同步整流电路也存在缺点，主要是电压调整范围小，因为本结构没有变压器，输出电压的大小只能通过改变开关管的占空比控制，若输入电压很高，输出电压幅值的变化率度远远大于VT占空比的变化率，此时若要求输出电