同步整流采用低內(nèi)阻的功率MOS管降低續(xù)流損耗,異步整流由高邊MOS管和續(xù)流二極管組成。同步整流在輕負(fù)載時(shí)穩(wěn)定連續(xù)工作,但電路復(fù)雜;異步整流設(shè)計(jì)簡單,大電流時(shí)效率低,但輸入電壓高時(shí)效率高。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),需根據(jù)應(yīng)用場景選擇。
同步整流和異步整流,到底有什么不同?
同步整流:采用低內(nèi)阻的功率MOS管,取代異步整流中續(xù)流二極管以降低續(xù)流損耗。
異步整流:由一個(gè)高邊MOS管,加一個(gè)續(xù)流二極管組成。
那這兩者有什么區(qū)別呢?
我們可以這么區(qū)分。
上下管都是MOS管的 DCDC,就是同步的,只有一個(gè)上管的,下面需要增加一個(gè)肖特基二極管的 DCDC就是異步的。
異步整流:當(dāng)降壓比高時(shí),續(xù)流二極管的導(dǎo)通時(shí)間長,如果Vout低,整體損耗比例會(huì)因?yàn)槔m(xù)流二極管的VF而變大。
比如說當(dāng)輸入電壓為5V,輸出電壓為1V,振蕩頻率為1MHZ,電流通過二極管只朝一個(gè)方向流動(dòng),變成不連續(xù)工作,隨后產(chǎn)生振鈴。
同步整流:輕負(fù)載時(shí)電感電流有時(shí)會(huì)變?yōu)?A,電流通過MOS逆流,維持并穩(wěn)定連續(xù)工作。
當(dāng)開關(guān)電源的輸入電壓為5V以下,輸出電流較大時(shí),采用肖特基二極管整流,功耗會(huì)很大,這種整流方式,會(huì)讓電源效率大幅度的下降。
那兩者有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢?
異步整流
由于二極管的電壓降是恒定的,因此當(dāng)流經(jīng)的電流很大時(shí),二極管上的功率損耗占比會(huì)變小,這也導(dǎo)致在大電流時(shí),DC-DC的工作效率會(huì)比較低,但輸入電壓比較高時(shí)卻是可以的。
這是因?yàn)檩敵鲭妷焊?,二極管的正向?qū)▔航邓嫉谋戎匦?,對效率的影響比較低。
異地整流屬于自然整流,相比同步整流,因?yàn)闆]有下邊的MOS管,所以不需要對特殊的控制電路進(jìn)行同步,因此在設(shè)計(jì)上會(huì)比較簡單。
同步整流:MOS管的 Rdson 非常小,也就是說 MOS 管在導(dǎo)通后的壓降會(huì)很低。
MOSFET 和二極管之間的 I-V 特性差異
在相同條件下,它的導(dǎo)通壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)比肖特基二極管的正向?qū)▔航敌『芏?,所以MOS管的損耗功率會(huì)比二極管小。
但是同步整流中,上下MOS管需要用到額外的驅(qū)動(dòng)電路,讓上下兩個(gè)MOS管能夠同步,而非同步的二極管是自然整流的,不需要額外添加驅(qū)動(dòng)控制電路,所以對于非同步,同步的電路會(huì)更復(fù)雜一些。
這里要注意,由于MOS管有開關(guān)時(shí)間,上下MOS管要留有死區(qū)時(shí)間,如果上管的關(guān)斷時(shí)間與下管的開通時(shí)間有重疊,會(huì)造成上下管同時(shí)導(dǎo)通產(chǎn)生貫通電流現(xiàn)象,MOS管則會(huì)因?yàn)殡娏鬟^大而損壞。
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