Синхронный выпрямитель

Опубликовано 13.08.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Схемы с синхронным выпрямителем сегодня получили большое распространение. Схемы синхронных выпрямителей были разработаны очень давно. (Фото-0)Для их построения используются обычные n-канальные полевые транзисторы и заменяют собой выпрямительные диоды. (Фото-2)Сопротивление канала полевых транзисторов очень небольшое. Это позволяет на порядок снизить падение напряжения и, соответственно, тепловыделение. Однако при применении полевых транзисторов в выпрямителях есть одна особенность. Полевые транзисторы для силовой электроники изготавливают со встроенным обратным диодом. (Фото-3)Поэтому в синхронном выпрямителе полевые транзисторы включаются в инверсном режиме. Как работает синхронный выпрямитель? Объясним на отдельном примере.
Обратите внимание на схему. Работа синхронного ключа зависит от работы других управляемых ключей, а именно от работы коммутирующего транзистора Q1.(Фото-1). Процесс включения синхронного ключа начинается с момента выключения коммутирующего ключа Q1. Когда управляющее напряжение на затворе коммутирующего транзистора становится низким, напряжение на его стоке стремится от уровня входного напряжения к нулю. Ток продолжает протекать через коммутирующий транзистор до тех пор, пока не разрядится выходной конденсатор (Фото-1А) и паразитный диод не получит прямое смещение. В этот момент синхронный ключ принимает на себя весь ток и коммутирующий транзистор окончательно выключается. После этого определяемое задержкой контроллера, (Фото-1В) устанавливается управляющее напряжение к затвору транзистора Q1 и его открывшийся канал перемыкает паразитный диод. Процесс выключения синхронного ключа начинается с переключения выхода драйвера в низкое состояние. Ток при этом все равно продолжает протекать через паразитный диод (Фото-1С) в том же направлении. Когда коммутирующий ключ получает управляющий сигнал, ток начинает переключаться на него. Только после этого, когда ток начнет протекать через коммутирующий транзистор, и паразитный диод напряжение на стоке синхронного ключа повышается от уровня земли до напряжения питания. (Фото-1D)Конденсатор синхронного выпрямителя быстро заряжается, и напряжение на синхронном ключе так же быстро нарастает.