0 引言
同步整流技术是近几年研究的热点，主要应用于低压大电流领域，其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。采用一般的二极管续流，其导通电阻较大，应用在大电流场合时，损耗很大。用导通电阻非常小的mos管代替二极管，可以解决损耗问题，但同时对驱动电路提出了更高的要求。
此外，对buck电路应用同步整流技术，用mos管代替二极管后，电路从拓扑上整合了buck和boost两种变换器，为实现双向dc／dc变换提供了可能。在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合，很有应用价值，如应用于混合动力电动汽车时，辅以三相可控全桥电路，可以实现蓄电池的充放电。
l 工作原理
1 1 电路拓扑
双向同步整流电路拓扑如图1所示。当电路工作于正向buck时，sw作为主开关管，当sw导通时，sw关断，电感l储能；当sw关断时，sr导通续流，电感l释能给输出负载供电。当电路工作于反向boost升压电路时，sr作为主开关管，当sr导通时，sw关断，电感l储能；当sr关断时，sw导通续流，电感l释能给输出负载供电。
1．2 参数设计
设置电感l是为了抑制电流脉动，因此其设计依据是电流纹波要求。电容c1主要是为了在boost电路sw关断时，维持输出电压恒定，而电容c2主要是为了抑制buck输出电压脉动，其设计依据是电压纹波要求，因此两个电容的参数设计并不一致。具体算式如下。
式中：vg为buck电路输入电压；
vo为boost电路输入电压；
d为sw管的占空比：
△q为对应输出电压纹波的电荷增量；
△vo为buck电路输出电压纹波要求；
△vg为boost电路输出电压纹波要求；
△lmin为buck和boost电路电流纹波要求的较小值；
i为电感电流。
1．3双向恒流型控制
1)当电路工作在buck模式时，被控制的是电感电流，目的是为了维持电感电流恒定。电路参数方程为
2)当电路工作在boost模式时，被控制的是sw的平均电流，目的是为了维持此平均电流恒定。电路参数方程为
由以上分析可知，电路作正向buck和反向boost运行时，被控制的电流都有，则两种电路工作模式都可以将sw定义为主开关管，控制电路直接对sw进行控制，sr则采用互补控制。
图2给出了闭环双向恒流控制的系统框图，电流经采样电阻采样，由外部控制脚(select)控制通道选择器，切换两路被采样信号。采样得到的信号由运放放大，经pid补偿后与三角波比较得到方波信号去控制驱动开关管，从而构成一个闭环的负反馈系统。
1．4双向恒压型控制
1)当电路工作在buck模式时，控制的目的是为了维持输出电压恒定。电路参数方程为
vo=dvg，
2)当电路工作在boost模式时，被控制的是电压，控制目的是为了维持电压恒定。电路参数方程为
由以上分析可知，电路作正向buck和反向boost运行时，被控制的电压与sw占空比呈不同的变化逻辑。这就为驱动电路提出了更高的要求。一般的控制驱动芯片不能提供这样的功能。
图3给出了闭环双向恒压控制的系统框图，由外部控制脚(select)控制通道选择器，切换两路被采样的电压信号。采样得到的信号经分压电阻分压后，再经pi补偿与三角波比较得到方波信号去控制驱动开关管，从而构成一个闭环的负反馈系统。
2 驱动电路设计
2．1 单向驱动脉冲的要求
双向直流变换电路的工作原理同传统的buck及boost变换器类似，当主开关管导通时，续流管关断，当主开关管关断时，续流管导通工作。所以两管驱动脉动应互补，同时为了防止共通，发生短路而烧毁器件，必须设置死区。
2.2 双向恒流控制的驱动设计
如图4所示，b脉冲经d脉冲延时所得，其延时时间等于死区时间。互补带延时的两路控制脉冲可由以下逻辑获得，，图5给出了相应的硬件实现电路。
2.3 双向恒压控制的驱动设计
当采用恒压型控制时，buck和boost电路各自的被控电压随主开关管的占空比d的变换逻辑刚好相反，因此，为了实现双向直流变换，还须增加一个控制脚，以切换两种工作模式下主开关管的定义，实现方法是交换两路控制脉冲，用逻辑电路来实现，逻辑表达式为：
当，电路工作在正向buck模式；相反，当k=0时，，sr=db，电路工作在反向boost模式。
根据上面的分析，图6给出了双向恒压控制的控制驱动脉冲实现电路。
