1 绪论

(2) 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。

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2 同步整流及均流控制技术简介

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mΩ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

D漏极K阴极G栅极阳极源极SA

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]。

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[13[14]，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

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控制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mΩ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。

2Psr?IdsRdson (2.1)

式中：

Ids——SR管正向电流的有效值； Rdson——SR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

CgdRgVdrvCgsSRDCds

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。

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