第2章 同步整流原理及自驱动同步整流方案选择
如图（b）所示，对应原边拓扑占空比为50%，无为零时段。当辅助绕组电压Vaux为正时，对应有VGS1?V?VD2,VGS2??VD2；当辅助绕组电压Vaux为负时，对应有VGS1?V?VD1,VGS2??VD1.
图2.14 SWSDSR的结构示意图及变压器辅助绕组电压Vaux波形
2.3 本章小结
本章重点介绍了同步整流的基本原理，分析表明：自驱动同步整流方案简单、经济、可靠，非常适合在低功率的低压/大电流输出DC/DC变换器应用场合使用。但传统的自驱动同步整流方案因驱动电压的要求，限制了与之结合使用的拓扑类型，为此，本文对一种新的单绕组自驱动同步整流方案进行了研究，从而拓宽了自驱动同步整流方案的应用拓扑范围。
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第3章 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器
第3章 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器
概述:前面介绍了几种拓扑结合自驱动同步整流，在3.3V及5V等级的低输出电压DC/DC变换器中得到了应用，这些拓扑的共同特征是主变压器上用于驱动同步整流管的绕组电压无为零时段，这限制了很多拓扑(如推挽、桥式)不能与自驱动同步整流结合使用。为了拓宽自驱动同步整流适用拓扑的范围，本章分析研究了一种新的单绕组自驱动同步整流(Single-Winding Self-Driven Synchronous Rectification)(以下简称“SWSDSR \方案，该方案利用主变压器上的一个辅助绕组，绕组两端分别接在副边两个SR管的栅极，在主变压器绕组电压为零阶段，两个SR管都能导通，而且因为一个SR管栅极电容的放电电荷被利用来给另外一个SR管栅极电容充电，减小了驱动损耗。
3.1 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器的稳态分析
3.1.1 SWSDSR对称半桥变换器的工作原理分析
如图3. 1是单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器的简化电路原理图，其中，Vin为输入电压，C 1、C2为中点分压电容，变压器原边匝数为NPRIM，
图3.1 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器的简化电路原理图 主副边匝数为NSEC1，NSEC2 (NSEC1=NSEC2)，辅助绕组匝数为NAUX。原边绕组、辅助绕组与主副边绕组的匝比分别为N:NSR:1, SR1和SR2是副边的
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燕山大学本科生毕业设计（论文）
两只同步整流管。Lf和Cf分别是输出滤波电感和滤波电容。Vgs1,Vgs2分别代表原边主管S1和S2的驱动信号，VGS1，VGS2为两只同步整流管SR1, SR2的驱动信号。开关周期为T，占空比为D。 为便于分析，先作如下假设：
（a）模态一
（b）模态二
图3.2 开关模态对应的简化等效电路图
1.在稳态时，中点分压电容C1, C2取得足够大，忽略电容中点电压的浮动，C1、C2可认为是电压源，其电压等于一半的输入电压。
2.输出滤波电感Lf足够大，忽略电感电流纹波，电感电流Lf可认为等于负载电流I0。
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第3章 单绕组自驱动同步整流对称半桥变换器
3.输出滤波电容Cf足够大，忽略电容电压纹波，电容电压Cf可认为等于输出电压V0。
4.所有器件理想化：无损、线性。
对称半桥电路工作过程中，主变压器绕组电压不存在为零时段。图3.2s是开关模态对应的简化等效电路图。 各开关模态的工作原理： 1.模态一：
如图3.2（a)，主管S1开通，变压器原边绕组电压VPRIM为正，磁化电流Im线性增加。辅助绕组电压Vaux为正，给SR1的栅极充电，此时因肖特基二极管D2的快速钳位作用，辅助绕组电压全部加在SR1的栅极电容上，使得SR1仍处于通态，SR2仍处于断态，负载电流I0折射到原边。IS1表示主管S1的电流。此模态的电路方程为：
VGS1=V?VD2 (3-1)
VGS2=?VD2 (3-2)
2.模态二
S2开通，下半周期开始，其电路工作情况与上半周期对称，关系式的推导与上半周期一致，这里不作赘述。
经过以上分析可见，在变压器绕组电压为零时段内，单绕组自驱动同步整流方案能够使副边两个SR管栅极电容上的电压近似等于辅助绕组电压幅值V的一半。这即说明只要辅助绕组电压的幅值V足够高，就可以保证在变压器绕组电压为零阶段，两个SR管都能够导通，避免了SR管体二极管导通，增大整流管导通损耗的问题。
3.1.2 SWSDSR对称半桥变换器稳态分析得到的几个有用结论
1.同传统对称半桥变换器一样，输出电压的表达式为：
VO?VinD/2n (3-3) 这里，D定义为主率导通时间与半周期T/2的比值：
TD?ON (3-4)
T/22.原边主功率管S1, S2承受的电压应力Vds1,Vds2为：
Vds1=Vds2=Vin(max) （3-5）
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