同步整流式DC/DC变换器，输出3.3V/5A，功率16.5W

采用同步整流技术的3.3V、5A（16.5W）DC/DC变换器的电路如图3-8所示。它采用一片DPA424R，直流输入电压范围是36～75V，电源效率可达87%。由C₁、L₁和C₂构成输入端的电磁干扰（EMI）滤波器，可滤除由电网引入的电磁干扰。R₁用来设定欠电压值（U_UV）及过电压值（U_OV），取R₁=619kΩ时，U_UV=619kΩ×50μA+2.35V=33.3V，U_OV=619kΩ×135μA+2.5V=86.0V。当输入电压过高时R₁还能线性地减小最大占空比，防止磁饱和。R₃为极限电流设定电阻，取R₃=11.1kΩ时，所设定的漏极极限电流I′_LIMIT=0.6I_LIMIT=0.6×2.50A=1.5A。电路中的稳压管VD_Z（SMBJ150）对漏极电压起钳位作用，能确保将高频变压器磁复位。

图3-8 采用同步整流技术的3.3V、5A（16.5W）DC/DC变换器的电路

该电源采用同步整流技术，采用漏-源通态电阻极低的MOSFET功率管SI4800作为整流管，大大降低了整流器的损耗，使DC/DC变换器的效率得到提高。SI4800是Philips公司采用TrenchMOS^TM技术制成的功率MOSFET，其通、断状态可用逻辑电平来控制，漏-源通态电阻仅为0.0155Ω。SI4800的最大漏-源电压U_DS（max）=30V，最大栅-源电压U_GS（max）=±20V，最大漏极电流为9A（25℃）或7A（70℃）。峰值漏极电流可达40A。最大功耗为2.5W（25℃）或1.6W（70℃）。SI4800的导通时间t_ON=13ns（包含导通延迟时间t_d（ON）=6ns，上升时间t_R=7ns），关断时间t_OFF=34ns（包含关断延迟时间t_d（OFF）=23ns，下降时间t_F=11ns），跨导g_FS=19S。工作温度范围是-55～+150℃。SI4800内部有一只续流二极管VD，反极性地并联在漏-源极之间（负极接D，正极接S），能对MOSFET功率管起到保护作用。VD的反向恢复时间t_rr=25ns。

同步整流管V₂由二次侧电压来驱动，R₂为V₂的栅极负载。同步续流管V₁直接由高频变压器的复位电压来驱动，并且仅在V₂截止时V₁才工作。当肖特基二极管VD₂截止时，有一部分能量存储在共模扼流圈（亦称储能电感）L₂上。当高频变压器完成复位时，VD₂导通，L₂中的电能就通过由VD₂构成的回路继续给负载供电，维持输出电压不变。因此，VD₂被称为续流二极管。辅助绕组的输出经过VD₁和C₄整流滤波后，给光耦合器中的接收管提供偏置电压。C₅为控制端的旁路电容。上电启动和自动重启动的时间由C₆决定。

输出电压经过R₁₀和R₁₁分压后，与可调式精密并联稳压器LM431中的2.50V基准电压进行比较，产生误差电压，再通过光耦合器PC357去控制DPA424R的占空比，对输出电压进行调节。R₇、VD₃和C₃构成软启动电路，可避免在刚接通电源时输出电压发生过冲现象。刚上电时，由于C₃两端的压降不能突变，使得LM431不工作。随着整流滤波器输出电压的升高并通过R₇给C₃充电，C₃上的电压不断升高，LM431才转入正常工作状态。在软启动过程中，输出电压是缓慢升高的，最终达到3.3V的稳定值。(www.xing528.com)

设计要点：

（1）高频变压器的一次绕组用ϕ0.40mm漆包线分两层总共绕20匝，二次绕组用ϕ0.40mm漆包线4股并绕3匝。一次绕组的电感量L_P=600μH（在400kHz时允许有±25%的误差），最大漏感量L_P0=1μH。高频变压器的谐振频率不低于3.8MHz。

（2）设计高频变压器复位时，必须考虑V₁的栅极负载R₂对变压器复位波形的影响。同步续流管V₁的栅极电容C_GS1就作为变压器复位的负载，所选择的V₁应在输入电压为最小值（U_I（min））和最大值（U_I（max））时能可靠地复位。同步整流管和同步续流管的漏-源通态电阻R_DS（ON）及总栅极电荷Q_G应非常小。

（3）为提高电源效率，VD₂应采用低压降的肖特基二极管。

（4）在低电压输入或中等电压输入的情况下，选择功率较大的DPA-Switch芯片能提高电源效率。