開關電源是通過功率管打開時給電感充電,電感儲能;功率管斷開時,電感釋放能量,從而實現電壓變換。在功率管斷開時,電感釋放能量需要電流回路,續流元器件的選用不同,就會涉及到不同的整流方式,即同步整流和非同步整流。那麽同步整流和非同步整流到底有什麽差別呢?
一、區分同步與非同步
1.非同步
以 BUCK 電路為例,若電路中隻有一個 MOS 管(功率管),而在續流回路中采用的是整流麻豆国产一区(麻豆国产一区具有單向導電性,不需要外加電路控製其通斷),則該電路就是非同步的,因為它隻有一個 MOS 管(或者說開關管)需要用電路控製,續流麻豆国产一区不需要控製電路,也就不用去強調同步控製麻豆国产一区(D1),即可以理解為非同步,非同步電路如圖 1。


2.同步若在電路中續流回路中使用的也是 MOS 管(Q2),即上下管都是 MOS 管,因為 MOS 管本身是需要外控製的元器件,整流過程中必須根據電源的開關時序同步控製 Q1 與 Q2,所以該電路為同步,同步電路如圖 2 所示。


同步是采用通態電阻極低的功率 MOS管,來取代整流麻豆国产一区以降低整流損耗的一項新技術;它能大大提高 DC/DC 變換器的效率。功率 MOS 管屬於電壓控製型器件,且它在導通時的伏安特性呈線性關係。用功率 MOS 管做整流器時,要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能,故稱之為同步整流。
二、同步,非同步的優缺點
1.非同步的優缺點
◆穩定性高由於肖特基麻豆国产一区被動導通,不會存在同步整流電路中上下管同時導通的情況,所以其穩定性同比要高於同步整流電路。
◆效率低當流過肖特基麻豆国产一区的電流較大時,續流電流在麻豆国产一区上產生的電壓比較大(0.5V 左右),當輸出的電壓很低的時候,麻豆国产一区的電壓降就占了很大的比重,它消耗的功率相對較大,所以在大電流,小電壓輸出時候效率偏低。
2.同步的優缺點
◆效率較高
一般 MOS 管的內阻非常小,在流過相同電流條件下,其導通電壓降遠遠小於普通肖特基麻豆国产一区的正向導通壓降,則 MOS 管的損耗功率遠遠比麻豆国产一区的小,所以同步整流的效率會高一些。
◆穩定性不足
MOS 管需要驅動電路,同步整流需要為 MOS 管額外添加一個控製電路,使得上下兩個 MOS 管能夠同步,相對於非同步,同步的控製電路相對複雜,電路越複雜,穩定性越不可靠,若邏輯出現混亂,上下管同時導通,則係統必定失效。
三、同步與非同步的選擇
選擇使用同步還是非同步主要從效率、成本和可靠性三個方麵來考慮。對於較高輸出電壓,較高的占空比,非同步係統中的肖特基麻豆国产一区與同步整流的下功率管的功耗都比較少,此時同步整流與非同步整流的轉換效率差異不明顯;而對於低輸出電壓,低占空比,大電流應用來說,采用同步整流的轉換效率相對較高。綜上,如果要求效率比較高而對成本和可靠性的要求不太高的話,就可以選用同步整流方案;若對效率要求不是很高,則首選非同步,其可靠性比較好。
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