同步整流和非同步整流的区分方式你都了解吗

开关电源是通过功率管打开时给电感充电,电感储能;功率管断开时,电感释放能量,从而实现电压变换。

在功率管断开时,电感释放能量需要电流回路,续流元器件的选用不同,就会涉及到不同的整流方式,即同步整流和非同步整流。

那么同步整流和非同步整流到底有什么差别呢?

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区分同步与非同步

01非同步

以BUCK电路为例,若电路中只有一个MOS管(功率管),而在续流回路中采用的是整流二极管(二极管具有单向导电性,不需要外加电路控制其通断),则该电路就是非同步的,因为它只有一个mos管(或者说开关管)需要用电路控制,续流二极管不需要控制电路,也就不用去强调同步控制二极管(D1),即可以理解为非同步,非同步电路如图1。

图一

02同步

若在电路中续流回路中使用的也是MOS管(Q2),即上下管都是MOS管,因为MOS管本身是需要外控制的元器件,整流过程中必须根据电源的开关时序同步控制Q1与Q2,所以该电路为同步,同步电路如图2所示:

图二

同步是采用通态电阻极低的功率MOS管,来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术;它能大大提高DC/DC变换器的效率。

功率MOS管属于电压控制型器件,且它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOS管做整流器时,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。

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同步、非同步的优缺点

01非同步的优缺点

◆稳定性高由于肖特 极管被动导通,不会存在同步整理电路中上下管同时导通的情况,所以其稳定性同比要高于同步整理电路。

◆效率低当流过肖特 极管的电流较大时,续流电流在二极管上产生的电压比较大(0.5V左右),当输出的电压很低的时候,二极管的电压降就占了很大的比重,它消耗的功率相对较大,所以在大电流,小电压输出时候效率偏低。

02同步的优缺点

◆效率较高

一般MOS管的内阻非常小,在流过相同电流条件下,其导通电压降远远小于普通肖特 极管的正向导通压降,则MOS管的损耗功率远远比二极管的小,所以同步整流的效率会高一些。

◆稳定性不足Mos管需要驱动电路,同步整流需要为MOS管额外添加一个控制电路,使得上下两个MOS管能够同步,相对于非同步,同步的控制电路相对复杂,电路越复杂,稳定性越不可靠,若逻辑出现混乱,上下管同时导通,则系统必定失效。

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同步与非同步的选择

选择使用同步还是非同步主要从效率、成本和可靠性三个方面来考虑。

对于较高输出电压,较高的占空比,非同步系统中的肖特 极管与同步整流的下功率管的功耗都比较少,此时同步整流与非同步整流的转换效率差异不明显;

而对于低输出电压,低占空比,大电流应用来说,采用同步整流的转换效率相对较高。

综上,如果要求效率比较高而对成本和可靠性的要求不太高的话,就可以选用同步整流方案;若对效率要求不是很高,则 非同步,其可靠性比较好。

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