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同步整流和异步整流,到底有什么不同?
时间:2024-04-25
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同步整流采用低内阻的功率MOS管降低续流损耗,异步整流由高边MOS管和续流二极管组成。同步整流在轻负载时稳定连续工作,但电路复杂;异步整流设计简单,大电流时效率低,但输入电压高时效率高。两者各有优缺点,需根据应用场景选择。

摘要由作者通过智能技术生成

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同步整流和异步整流,到底有什么不同?

同步整流:采用低内阻的功率MOS管,取代异步整流中续流二极管以降低续流损耗。

异步整流由一个高边MOS管,加一个续流二极管组成。

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那这两者有什么区别呢?

我们可以这么区分。

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上下管都是MOS管的 DCDC,就是同步的,只有一个上管的,下面需要增加一个肖特基二极管的 DCDC就是异步的。

异步整流:当降压比高时,续流二极管的导通时间长,如果Vout低,整体损耗比例会因为续流二极管的VF而变大。

比如说当输入电压为5V,输出电压为1V,振荡频率为1MHZ,电流通过二极管只朝一个方向流动,变成不连续工作,随后产生振铃。

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同步整流:轻负载时电感电流有时会变为0A,电流通过MOS逆流,维持并稳定连续工作。

当开关电源的输入电压为5V以下,输出电流较大时,采用肖特基二极管整流,功耗会很大,这种整流方式,会让电源效率大幅度的下降。

那两者有什么优缺点呢?

异步整流

由于二极管的电压降是恒定的,因此当流经的电流很大时,二极管上的功率损耗占比会变小,这也导致在大电流时,DC-DC的工作效率会比较低,但输入电压比较高时却是可以的。

这是因为输出电压高,二极管的正向导通压降所占的比重小,对效率的影响比较低。

异地整流属于自然整流,相比同步整流,因为没有下边的MOS管,所以不需要对特殊的控制电路进行同步,因此在设计上会比较简单。

同步整流MOS管的 Rdson 非常小,也就是说 MOS 管在导通后的压降会很低。

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MOSFET 和二极管之间的 I-V 特性差异

在相同条件下,它的导通压降远远比肖特基二极管的正向导通压降小很多,所以MOS管的损耗功率会比二极管小。

但是同步整流中,上下MOS管需要用到额外的驱动电路,让上下两个MOS管能够同步,而非同步的二极管是自然整流的,不需要额外添加驱动控制电路,所以对于非同步,同步的电路会更复杂一些。

这里要注意,由于MOS管有开关时间,上下MOS管要留有死区时间,如果上管的关断时间与下管的开通时间有重叠,会造成上下管同时导通产生贯通电流现象,MOS管则会因为电流过大而损坏。

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以上部分图片与资料来源于网络


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