开关电源之“同步与非同步”

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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。

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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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