许多电信和工业应用需要低电压，高效率的隔离电源转换器。在这些应用中，典型的输出电压在1.8V和12V之间，因此使同步正激变换器成为一个很好的选择。

同步正激变换器需要一对mosfet来整流电源变压器的输出。同步MOSFET整流器可以自驱动、变压器驱动或由集成MOSFET驱动器驱动。最有效的解决方案是使用一个MOSFET驱动器，如LTC3900，它与主PWM控制器同步。ltc3900还有其他优点，例如其他驱动方法中没有的保护功能。

同步电信总线转换器

图1显示了一个异步正激变换器的例子，它产生一个隔离的，半调节的12v输出，它反过来用于产生系统板上的所有非隔离低压轨。图1中的变换器通过感应输入电压和调整其脉冲宽度来调节其输出，以保持恒定的V(in)·T(ON)产品。恒定的V(IN)·T(ON)乘积产生恒定的输出电压。在这种类型的电路中，输出电压的唯一变化是由于电路寄生元件，如绕组电阻，变压器耦合，mosfet电阻和斜坡误差。

V(IN)·T(ON)产品由图1中LTC3723的RAMP引脚产生。输入电压在电阻R1中形成电流，给电容C1充电。当电容C1上的电压达到斜坡引脚的阈值时，输出脉冲终止。图2显示了输出电压对输入电压和输出电流的依赖关系。输出电压变化完全在母线转换器的要求之内。母线转换器的规格允许输出电压与输入电压成正比。换句话说，没有输入电压调节的要求。这也导致了术语直流变压器被用于总线转换器。

效率就是一切

使用母线转换器的主要问题是在处理系统板所需的所有电源时保持尺寸小。因此，为了保持高功率密度，获得高效率是至关重要的。例如，产生100W输出功率的90%效率转换器消耗11W的热量，这使得很难保持电路小。相比之下，95%的转换器仅耗散5.25W，这简化了热管理，从而缩小了电路尺寸。

获得如此高效率的唯一方法是使用同步输出整流器，如图1所示。为了达到尽可能高的效率，所有的开关和功率处理组件都必须进行优化。一旦所有的组件都被优化，剩下的唯一的事情就是为变流器提供同步输出整流器的精确定时。tc3900同步输出整流器控制器不是典型的控制器。它提供了关键的定时和保护功能，使图1中的转换器高度可靠和高效。效率高达94.5%，如图3所示。

LTC3900驱动和保护功能

图1电路中的MOSFET开关时序对于实现高效率至关重要。tc3723 -2 PWM控制器在主MOSFET drv波段同步MOSFET sdrb输出之间产生适当的时序延迟。同步mosfet驱动器输出DRVB通过一个小型变压器T2进行脉冲耦合。同步信号的脉冲耦合的好处是不需要在变压器T2的二次侧恢复d电平。ltc3900同步输入被设计为接受对称双极脉冲，并将这些窄脉冲转换回适当的方波脉冲，以驱动输出同步mosfet。使用脉冲耦合的另一个优点是，即使在低开关频率下，耦合变压器也可以非常小。

驱动同步mosfet的问题之一一直是变频器关断后来自主PWM控制器的最后一个脉冲。根据主控制器的不同，最后一个同步脉冲的最后一个边缘可能使其中一个输出mosfet打开。在这种情况下，输出电容可能会驱动一个巨大的反向电流通过输出电感，并导致一个mosfet的故障。

MOSFET驱动电路ltc3900具有两个功能，在pwm关断后保护同步MOSFET。图4显示了在最后一个PWM脉冲后，输出电感电流反转到-25A的情况。在这种情况下，LTC3900被编程为关闭正向整流器MOSFET，以防止进一步的反向电流增加。否则，电流可能会远远超过MOSFET的额定值，从而导致MOSFET失效。

如图4所示，最后一个正向门脉冲的脉宽可能相当长。该脉冲的持续时间可以通过LTC3900的定时器功能来编程。定时器脉冲持续时间不必比主PWM控制器的正常开关周期长。然而，定时器脉冲不应短于同步mosfet所需的最长don时间。如果定时器脉冲太短，同步MOSFET将很快关断，MOSFET体二极管将不得不导通，这将导致更大的功耗。比图4所示的更好的Timer脉冲持续时间如图5所示。图5中编程的定时器持续时间产生的反向电流仅为-10A，这完全在本应用中使用的同步mosfet的额定值之内。

除了定时器功能外，LTC3900还具有反向电流检测器。反向电流检测器监视图1中捕获的MOSFETQ3，如果电流通过MOSFET反转，则终止捕获的MOSFET导通。不正常操作，捕获mosfet电流产生负漏源电压。如果电感电流反向，则捕获MOSFET漏源电压变为正值。如果漏源极电压超过21mV阈值(CS+输入10.5mV)，则捕获MOSFET关闭。cs +输入的10.5mV电流检测阈值与温度有关，因此它可以跟随MOSFET的R(DS(ON))的温度变化，只要它安装在靠近MOSFET的PC板上。为了计算使捕获MOSFET关闭的反向电流量，在室温下使用R(DS(ON))和10.5 mv电流检测阈值。就像定时器功能一样，捕获mosfet在正常情况下不应该关闭。因此，应该使用具有足够低R(DS(ON))的捕获mosfet，或者可以在CS+引脚上添加分压器。

结论

LTC3900 MOSFET是实现鲁棒、高效、高性能同步转换器的全面解决方案。