DCDC电源设计中的同步降压和异步降压有什么不同呢?

在平常设计电源的过程中,我们经常会在DCDC芯片规格书中遇到电源的整流方式,有的是异步整流有的是同步整流。这两种整流方式有什么不同呢,各自又有什么优缺点呢,今天就让我们了解一下吧!

先说什么是异步整流,什么是同步整流!

在DCDC降压电路中存在同步整流和异步整流两种工作方式,这两种方式的工作原理图如下。

异步整流原理图

异步整流原理图

同步整流原理图

同步整流原理图

从上图可以看出,异步整流和同步整流的区别,就在于同步整流采用了通态电阻极低的MOSFET管代替了二极管。相比于异步整流使用的二极管来说,同步整流大大的降低了损耗!但是价格也相对昂贵!

采用同步整流和异步整流的好处!

采用同步整流时,降低了损耗,提高了工作效率,与之对应的是芯片的价格昂贵。

异步二极管轻载时的损耗较大

异步二极管轻载时的损耗较大

如:整流电路会通过开关电流,因而会在开关处产生损耗,以至于影响效率。异步整流时,二极管的正压导通压降Vf会通过电流特别是在轻载时,二极管大部分时间会在这种状态下。即使是肖特基二极管,开关电流为1A时的VF上产生的损耗也将高达0.3~0.5W左右。与之对应的是,通态电阻极低的MOSFET的电阻可以低至50mΩ左右,如果计算产生的损耗的话,也仅仅是0.05W而已。

在轻载时,同步整流的工作状态更好,异步模式由于工作在不连续模式会产生很大的噪声!

同步整流异步整流在轻载工作时的状态

同步整流异步整流在轻载工作时的状态

当负载较轻时,负载电流会很小,甚至会下降至零交叉级。在此状态下,异步整流方式,二极管会呈现断续工作,电流只能朝一个方向流动。此时的二极管的损耗反而降低了。但是由于工作在不连续模式,开关电压将发生振铃,产生高谐波噪声。而同步整流模式下,在MOSFET导通的情况下,电流会有两个方向的流动,此时的同步整流模式工作在连续模式,损耗不会减小。但是开关电压不会产生振铃。

文章转载自:何雪涛硬件设计

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