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DCDC 同步整流和异步整流有啥不一样?

2023/10/30
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一、同步整流

同步整流是采用Rdson 较低功率MOS,取代了异步整流中续流二极管以降低续流损耗的一种类型。由于功率MOS属于电压型器件。用功率MOS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,故称之为同步整流。

二、异步整流

异步整流只有一个高边MOS管,加一个续流二极管组成,因为是自然续流过程,相对于同步来讲,被称为异步整流。

▲ 异步降压和同步降压

在应用中,我们可以简单的区分,上下管都是MOS管的 DCDC就是同步的,只有一个上管的,下面需要增加一个肖特基二极管的 DCDC就是异步的。对于同步降压的结构,就相当于一个栅极半桥驱动控制器,外围加上上下两个MOS管,上管就是功率管,下管是同步的场效应管,因此电机控制中的H 桥部分也可以看做是一个同步结构的Buck电路

三、异步整流的优缺点

异步整流在输出电流变化的情况下,二极管的电压降相当恒定,锗管的压降为0.3V,硅管的压降为0.7V。

由于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,二极管上的功率损耗所占的比重就会变淡,因此导致在大电流时,DCDC 的工作效率非常低。但在输入电压比较高的时候使用试可以的,这是由于在输出电压高时,二极管的正向导通压降所占的比重小,对效率的影响比较低。异步整流属于自然整流,没有下边的 MOS 管,因此不需要特殊的控制电路进行同步,所以设计上相对简单。

四、同步整流的优缺点

同步整流中,由于 MOS管的 Rdson 非常小,一般为毫欧级别,所以 MOS 管在导通后的压降非常低。

在相同的条件下,MOS管的导通电压降远远小于肖特基二极管的正向导通压降的,所以MOS管的损耗功率远远比二极管小。但是同步整流中,上下MOS管需要额外的驱动电路,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,不需要额外添加驱动控制电路,所以对于非同步,同步的电路会复杂一些。同时,MOS管不是理想的开关,它有开通时间和关断时间,如果上下两个管子的死区时间没有控制好,使上管的关断时间和下管的开通时间有重叠,造成直通现象,那么MOS管就会因电流过大而损坏。

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