1．電路的基本原理

“同步”原本的含義是整流器件的開關與功率開關信號（方波）同步，與正弦波的市電“同步”已經不是嚴格意義上的“同步”了。

變壓器T1是為了降壓，因為只有低壓才更能顯示同步整流的優勢，實際上，為了使這個電路有一定的實用性，就圖中電路而言，電路的輸出電壓幾乎已經達到極限了，要增加輸出電壓，這個電路就需要增加一些元件。15V的輸出電壓可以供給一臺不錯的D類功放了，巧合的是，D類功放也幾乎尢一例外地采用了VMOS為輸出級。

變壓器的輸入端標出了市電的零線（中性線）與火線（相線），在此并沒有區分的必要，只是為了讓初學者養成一個良好的習慣，在很多實際應用中，二者的區分是有必要的，而且，這樣的好習慣對安全也有重要的作用，詳細的原理這里就不贅述了。

變壓器的次級繞組N4是給運放供電的，因為運放的耗電小，圖中一片運放（包含兩路運放）的耗電量不到5mA；因為工作頻率很低，VMOS的驅動電壓可以忽略不計。濾波電容(C1、C2)的容量也不需要很大，為了簡化電路，圖中采用了無極性電容，以免搞錯極性。這兩個電容完全可以采用電解電容，但是安裝的時候要注意極性。這個電路可稍作一些變化，如運放可以采用主繞組N2、N3供電，只是電路的形式要顯得復雜一些，本節就不推薦了。

主繞組N2、N3就是為用電電路供電的主繞組，陰影部分除了C1、C2之外，相當于兩個整流二極管，構成了全波整流電路，整流的輸出經主濾波電容C3濾波后輸出，輸出電流可以達到10A而不需要為兩個VMOS加獨立的散熱器。當然，前提是電源變壓器的功率容量要足夠，主濾波電容的容量也要相應增加。

輸出電流為5A時，兩個充當“整流二極管”的VMOS的壓降約為40mV，遠比肖特基二極管要低，而在整流二極管中，肖特基二極管的壓降算是最低了，也要300mV以上。普通二極管和快恢復二極管，壓降一般都在600mV以上。就開關速度而言，VMOS也與肖特基二極管相當。

用受控的N溝道VMOS來充當整流二極管，基本原理可以用圖2.7來說明。圖中的兩個電池表示運放的電源。

受控的VMOS與它內部的體二極管呈并聯關系，因為VMOS的導通電阻遠低于休二極管，因此實際起作用的是受控的VMOS。這里需要注意的另一點是，在我們常見的應用電路中，流過VMOS的電流方向一般是從漏極D到源極S(以N溝道為例)，體二極管是在VMOS關斷的時候起保護作用的，電流方向與VMOS是相反的。這里的應用恰恰是反其道而行之，二者的電流方向是相同的，即VMOS中電流方向也是從源極s到漏極Do JFET的源極和漏極可以互換，這幾乎是眾所周知的，MOSFET實際上也可以，關鍵是看我們怎么用。

另一個關鍵問題是如何實現“同步”，從圖2.6我們就叮以感覺到，運放應該是控制VMOS進行“同步”的，實際上也正是如此：在市電變成源極端為“正”，漏極端為“負”的時候，VMOS迅速飽和導通；反之，則關閉。

標準的市電電壓波形是對稱的正弦波，運放的功能就是檢測市電的電壓波形。在市電為正半周的時候，）腳輸出低電平，使圖2.6中的Q1關斷；當市電為負半周的時候，l腳輸出高電平，使Q1迅速飽和導通。

換言之，運放ICIA的1腳輸出的是土15V的方波信號，信號的變化規律與市電同步但是極性相反；Q2的控制特性與Q1相反，ICIB的7腳輸出的是與市電同步、極性也相同的方波。

在圖2.6中，由運放構成的這種電路也稱為“過零檢測”電路，電路原理可以用圖2.8來說明。

用運放構成的過零檢測電路實際上是一個比較器，圖2.8中的運放是常見的雙極性運放，即內部可以等效為BJT構成的運放，輸入端需要下拉電阻R1，以免輸入阻抗過高引起自激，輸出端需要有上拉電阻R2，為輸出端的輸出級電路提供偏置。圖2.7所用的TL072采用的是JFET差分輸入級，輸出級為圖騰柱電路，圖2.8中的兩個電阻就可以省略了，這是我們采用TL072的主要原因。就圖2.7中的電路來說，本書第1章中提及的TL082也完全可以用，主要是看我們存做實驗時，手頭有什么。

比較器的原理也不復雜，運放之所以會有兩個標有“+”、“-”的輸入端，并不是二者有極性，而是表示二者的輸入信號與輸；H信號的相位關系，“+”（同相輸入端）表示與輸出端相同，“一”則表示與輸出端相反。因此圖2.8所示的電路也稱為“同相比較器”，即輸入、輸出端的波形是同相的：輸入端為正，輸出端為正；反之亦然。圖2，6中的比較器則是“反相比較器”，即輸入、輸出端的波形是反相的：輸入端為正，輸出端為負；反之亦然。

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