提高效率：基于隔离电源的CMOS整流电路设计

"本文主要介绍了一种基于隔离电源的CMOS全波整流电路设计，旨在提高隔离电源系统的转换效率。这种设计利用自举技术和动态体偏置的结构，降低了MOS管的有效阈值电压，减少了反向漏电流，从而提高了电压转换效率和功率转换效率。电路基于CSMC0.35μm BCD工艺，经过EDA工具仿真验证，当输入/输出电压均为5V时，整流电路的效率分别达到78.8%和75.3%，而整个隔离电源系统的转换效率为39.8%。相较于传统的肖特基二极管整流方案，该CMOS设计提升了效率，为隔离电源在医疗、矿井、安防和军事等领域的应用提供了更好的选择。" 在隔离电源系统中，安全性和可靠性至关重要，而基于空芯微型薄膜片式变压器的隔离电源虽然具有诸多优点，如良好的隔离性能、高磁抗扰度和小型化，但转换效率低一直是个挑战。为了改善这一问题，本文提出的CMOS整流电路采用了创新的方法。首先，全波整流电路设计利用自举技术，这是一种提升电压的技术，可以使得MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）在较低的阈值电压下工作，从而减少能量损失。其次，动态体偏置结构的应用有助于控制MOS管的反向漏电流，进一步提高效率。 肖特基桥式整流电路是最常见的整流方式，由四个肖特基二极管组成，利用二极管的单向导通特性将交流电转化为直流电。然而，由于肖特基二极管的势垒高度限制，其在高频率下的反向漏电流较大，影响了转换效率。而CMOS技术的引入，特别是自举和动态体偏置技术的结合，能够有效地解决这个问题，提供更高的效率。 在实际应用中，该CMOS整流电路在5V的输入/输出电压下，表现出了78.8%的电压转换效率和75.3%的功率转换效率，这比先前采用肖特基二极管的隔离电源转换效率更高。这表明，这种新型的CMOS整流电路设计对于提高整体隔离电源系统的转换效率具有显著的效果，对于那些对电源效率要求严格的领域，如医疗设备和军事应用，具有重要的实践意义。