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开关电源之“同步与非同步”

大华K
工程师
2019-10-26 14:49:11     打赏



本文主要介绍开关电源的同步与非同步整流，及其各自的特点。同步是采用导通电阻极低的专用功率MOSFET，来取代续流二极管以降低整流损耗。能大大提高DC/DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。非同步的特点：
  • 在输出电流变化的情况下，二极管压降相对较恒定


当续流二极管正向导通时，输出电流变化，二极管的正向压降是恒定不变的，锗管的压降为0.3V，硅管的压降为0.7V。
  • 效率偏低


因为二极管的电压降恒定，所以当流过二极管的电流很大的时候，原本在二极管上很小的电压再乘以电流之后，输出的电压很低的时候，这时候的二极管的小电压降就占了很大的比重，它的消耗功率就很可观了，所以在大电流的时候效率就会减低了。
  • 成本较低


同等条件下，二极管的价格比MOS管会便宜。
  • 比较适宜较高的输出电压


在输出电压比较高的时候使用是比较好的，因为在输出电压高时，二极管的正向导通压降所占的比重就很小，对效率的影响就比较低，而且它的电路结构比较简单，不需要外加控制电路，生产的工艺流程也会比较简单。同步的特点：
  • MOSFET具有较低的压降


MOSFET的导通电阻Rds(on)是非常小的，一般都为毫欧级别，所以MOSFET在导通之后的压降比较低。
  • 效率更高


在相同的条件下，一般的MOS管的导通电压降远远小于普通肖特基二极管的正向导通压降的，所以在电流不变的情况下，MOS管的损耗功率远比二极管小，使用MOS管的效率会比使用二极管的效率会高。
  • 需要额外的控制电路确保死区和下管驱动信号


MOS管需要驱动电路，使得上下两个MOS管能够同步，而非同步的二极管是自然整流的，所以不需要额外添加驱动控制电路。
  • 成本较高


由于MOS管的价格比二极管高，同时还需要驱动电路，所以在成本上会比较高一些。以上就是针对开关电源的同步与非同步的介绍，实际选型就可以从各自的特点出发，根据实际情况进行选择。


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关键词： 开关电源     同步     非同步    

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