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DCDC 同步整流和異步整流有啥不一樣?

2023/10/30
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一、同步整流

同步整流是采用Rdson 較低功率MOS,取代了異步整流中續(xù)流二極管以降低續(xù)流損耗的一種類型。由于功率MOS屬于電壓型器件。用功率MOS做整流器時,要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步,故稱之為同步整流。

二、異步整流

異步整流只有一個高邊MOS管,加一個續(xù)流二極管組成,因為是自然續(xù)流過程,相對于同步來講,被稱為異步整流。

▲?異步降壓和同步降壓

在應用中,我們可以簡單的區(qū)分,上下管都是MOS管的 DCDC就是同步的,只有一個上管的,下面需要增加一個肖特基二極管的 DCDC就是異步的。對于同步降壓的結構,就相當于一個柵極半橋驅動控制器,外圍加上上下兩個MOS管,上管就是功率管,下管是同步的場效應管,因此電機控制中的H 橋部分也可以看做是一個同步結構的Buck電路

三、異步整流的優(yōu)缺點

異步整流在輸出電流變化的情況下,二極管的電壓降相當恒定,鍺管的壓降為0.3V,硅管的壓降為0.7V。

由于二極管的電壓降恒定,所以當流過二極管的電流很大的時候,二極管上的功率損耗所占的比重就會變淡,因此導致在大電流時,DCDC 的工作效率非常低。但在輸入電壓比較高的時候使用試可以的,這是由于在輸出電壓高時,二極管的正向導通壓降所占的比重小,對效率的影響比較低。異步整流屬于自然整流,沒有下邊的 MOS 管,因此不需要特殊的控制電路進行同步,所以設計上相對簡單。

四、同步整流的優(yōu)缺點

同步整流中,由于 MOS管的 Rdson 非常小,一般為毫歐級別,所以 MOS 管在導通后的壓降非常低。

在相同的條件下,MOS管的導通電壓降遠遠小于肖特基二極管的正向導通壓降的,所以MOS管的損耗功率遠遠比二極管小。但是同步整流中,上下MOS管需要額外的驅動電路,使得上下兩個MOS管能夠同步,而非同步的二極管是自然整流的,不需要額外添加驅動控制電路,所以對于非同步,同步的電路會復雜一些。同時,MOS管不是理想的開關,它有開通時間和關斷時間,如果上下兩個管子的死區(qū)時間沒有控制好,使上管的關斷時間和下管的開通時間有重疊,造成直通現(xiàn)象,那么MOS管就會因電流過大而損壞。

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