二极管整流和同步整流的效率比较

2023-5-21 19:09| 发布者: 开心| 查看: 349| 评论: 0

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摘要: {本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}本文给出了一组数据，是二次侧替换前的二极管整流方式AC/DC转换器和将二次侧替换为二次侧同步整流用电源IC BM1R00147F之后的AC/DC转换器的效率比较数据。二次侧二极管整流方式AC/DC转换器和二次侧同步整流 ...

{本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}本文给出了一组数据，是二次侧替换前的二极管整流方式AC/DC转换器和将二次侧替换为二次侧同步整流用电源IC BM1R00147F之后的AC/DC转换器的效率比较数据。二次侧二极管整流方式AC/DC转换器和二次侧同步整流方式AC/DC转换器的效率比较本系列文章探讨了旨在将现有二次侧二极管整流方式AC/DC转换器的二次侧替换为二次侧同步整流用电源IC，改为同步整流方式来改善效率的设计案例。这里给出使用替换前的二次侧二极管整流方式、替换为BM1R00147F后的高边型和低边型共3种评估板实测效率得出的结果。测试条件为输入电压400VDC、输出电压5VDC、输出电流0～10A。

上图为输出电流（Iout）整个范围的效率。橙色曲线是替换前的二极管整流方式的效率。蓝色和红色为替换为同步整流方式后的效率，蓝色为低边型，红色为高边型。由于两者的效率几乎同等，所以高边型的红色曲线隐藏在低边型的蓝色曲线后面。从图中还可以看出橙色的二极管整流方式的效率较差，右侧是将纵轴放大后的图。结果表明，在最大负载10A条件下，替换前的二次侧二极管整流方式的效率为77.3%，替换后为81.3%（低边）和81.6%（高边），效率提高了4%。该效率差主要是二次侧整流二极管和替换后的MOSFET的损耗差。二次侧整流二极管通常使用FRD（快速恢复二极管）和SBD（肖特基势垒二极管）等。案例中的电源所使用的这些二极管的VF通常为0.5A～1V左右，因此根据简单的传导损耗公式VF×Iout，假设VF为1V，计算当Iout＝10A时的损耗，得出10W的传导损耗。而用于替换的MOSFET的传导损耗Ron×Iout2，在Ron＝4mΩ（根据MOSFET规格）时仅为0.4W，是二极管的1/25。当然，实际的效率必须考虑开关损耗等其他损耗因素，因此不会这样简单地比较，但二次侧整流元件的损耗是主要损耗，这一点是可以理解的。所以可以说，在无法显著改善二极管自身VF特性的情况下，改为二次侧同步整流方式是大幅改善二次侧二极管整流方式AC/DC转换器效率的有效选择。下面给出所用评估板的电路图和部件表作为参考。请注意，这里提到的效率仅是该评估中的结果，效率可能会因所使用部件的特性波动和PCB布局等的不同而有所变动。

关键要点: ●    以往的二次侧二极管整流方式和替换后的同步整流方式的效率相比,很明显，同步整流方式的效率更高。 ●    同步整流方式中，高边方式和低边方式的效率基本没有差别。 ●    效率差的主要因素是二极管整流的二极管损耗（VF）和同步整流的MOSFET损耗（VDS）之间的差。  推荐阅读： C2000内置比较器误差来源及校正方法--F28004x, F2807x, F2837xMaxim与新晔电子签署分销协议，携手实现战略合作新提升瑞萨电子加入全球半导体联盟（GSA）电路中的旁路电容的原理及其应用技巧TPS546D24_C23动态调压要采购DC转换器么，点这里了解一下价格!
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