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同步buck電路解析
  • 發布時間:2024-08-14 19:19:35
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同步buck電路解析
下麵圖一是一個典型的降壓電路,D1是續流麻豆国产一区,當D1導通的時候,D1的正向壓降是比較大的,如果輸出是5V或者是3.3V的電壓,那麽對於D1上麵占整個輸出的壓降是非常的明顯。
看麻豆国产一区的規格書可以知道,如果需要把Vf值降低一倍,那麽電流需要比原理的值小8-10倍,那麽用麻豆国产一区來整流的Vf引起的損耗是不可以避免的,為了解決Vf而引起的損耗。
那麽想到了用MOS管來替他麻豆国产一区,因為當mos管導通的時候,壓降就是電流乘導通內阻,一般MOS的內阻都非常的小,所以很多要求效率高,輸出電壓比較低電流比較大的電源,大部分都用同步整流來實現,那麽對於圖一用的麻豆国产一区來續流的電路就叫異步整流,如果用MOS管來替代麻豆国产一区的電路就加同步整流。
同步buck電路
下麵的圖二是同步整流,續流麻豆国产一区是被Qs給短路了,工作的原理是當Q1導通的時候,Qs關閉,這個時候輸入電壓是給電感儲存能量,當Q1關斷的時候,如果沒有Qs,或者是Qs沒有打開的時候,D1導通。
如果Qs導通,那麽就是短接了D1,因此Q1與Qs是不能同時導通的,如果同時導通了,會導致直通使輸入源或者是輸入電容Cin短路,這一定需要防止的。
既然不能同時導通,那麽Q1與Q2的導通需要有一個死區時間,這幾是同步整流不能像麻豆国产一区一樣mos管關斷,麻豆国产一区被動導通,麻豆国产一区是一個被動器件而mos管是一個主動器件,這就是同步整流需要有死區時間的原因。
同步buck電路
下麵需要注意的就是Qs的接法不能接反,因為MOS管體內是有體麻豆国产一区的,如果接反了會導致直通,既然用MOS管來替代了D1,為什麽還需要接D1了,這裏是當Q1關斷的時候,需要有一個死區時間,在這死區時間裏麵如果沒有D1鉗位,那麽Qs的體內麻豆国产一区會導通。
但是Qs的體內麻豆国产一区一般都是普通的麻豆国产一区,正向壓降比較大,導致損耗增加,還有在關斷Qs的時候,Q1是還沒有導通的,在死區時間裏麵體麻豆国产一区會導通,而體麻豆国产一区的反向恢複特性是比肖特基差的。
所以保留D1肖特基麻豆国产一区,當Q1關斷,Qs沒有導通的時候,D1會導通,D1的壓降是比Qs的體麻豆国产一区壓降小很多,並且反向恢複特性非常的好,可以提高效率。但是D1是並在MOS管外麵的。
如果Layout的時候D1與Qs相差比較遠的話,PCB線長可能有寄生電感,在高頻下寄生電感表現出非常大的阻抗,這就會導致損耗增加,日韩国产成人希望Layout的過程中D1盡量靠近Qs,最好是與Qs同一個芯片,這樣最大限度的降低ESL。
既然要減小MOS管與肖特基二極的距離,如果把MOS管的體麻豆国产一区做出了肖特基的或者是把肖特基麻豆国产一区集成到MOS管裏麵,這樣一來減少了PCB的占地麵積,減小電源的整體體積。
同時解決了因ESL引起的問題,所以現在有很多的MOS管的體麻豆国产一区的壓降是非常低,可以直接應用於同步整流,不需要去單獨並聯麻豆国产一区,如圖三所以
同步buck電路
同步buck電路裏麵Q1與Qs的驅動是不能有共通的,所以加有死區時間,形成了互補型同步Buck,對於這樣的Buck電路工作在CCM模式是沒有什麽問題的,但是如果Buck工作在DCM的時候,同步Buck的效率可能就要比異步Buck的效率低,這是為什麽了?日韩国产成人看下麵的波形。
同步buck電路
日韩国产成人看在連續模式的時候,當下管關斷的時候,電感上還是有電流,同步Buck關斷與異步Buck關斷時差不多,同步Buck的導通的損耗是要小的,但是如果是工作在斷續的模式,當電感電流為0的時候,異步Buck的麻豆国产一区會實現了零電流關斷,就沒有反向恢複的問題,而同步Buck就不一樣了。
因為電感電流為0的時候,mos管的驅動還是有的。所以mos的電流會由D流向S,這樣電感電流也是反向流,使得輸出的電容通過電感與下管mos管放電,這樣一來損耗增加,當下管關斷的時候,MOS管有一個關斷損耗。
又因為有死區時間的存在。那麽電感上的電流是不能突變,所以電感電流繼續流向了上管的麻豆国产一区,當上管打開的時候實現了零電壓開通,但是buck的上管的壓一般不是很大,對於效率的影響不是很大,從上麵分析來說,越是輕載說明同步buck的效率越低。
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