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同步整流式和異步整流式DC/DC轉換器變壓器方式的區別

鉅大LARGE  |  點擊量:1413次  |  2020年05月03日  

繼開關穩壓器的種類和工作原理之后,接著要說明所謂同步整流式和異步整流式DC/DC轉換器變壓器方式的區別。由于各自有優缺點,故根據電源的要求規格區分使用是一大要點。


電路構造上的區別如下的圖的通,不同點在于開關2是二極管或是晶體管。


異步整流式,也稱為二極管整流式,通過上側晶體管的ON/OFF,二極管進行導通/關斷,使電流流向或不流向二極管。這在工作原理部分已經說明。異步式是簡單且牢固的方式,在工業設備等中有極高的實績。


另一方面,同步整流的方式雖然基本工作相同,但是下側開關的ON/OFF也由控制電路進行。如果雙方同時為ON,則電流將從VIN直接流向GND,使晶體管有破壞的可能性,故雙方必須制造OFF,停滯時間的時序等進行復雜的控制。不過,同步整流式的效率比異步式高,對于延長電池驅動設備的工作時間有極大貢獻。


S1為ON的時S2設為OFF


S1為OFF的時S2設為ON


電流路徑與異步型相同,但S2的ON/OFF由控制電路進行


下段的電路是實際電路S1、S2使用晶體管


高效率


電路比異步式復雜


S1為ON時電流不流向D1(關斷)


S1為OFF時電流正向流向D1(導通)


下段的電路是實際電路,S1可使用晶體管,D1可使用肖特基二極管


效率比同步式差


電路比較簡單


同步整流式的所以效率高,原因在于將異步整流式的二極管置換成晶體管,故可以將輸出段開關的損耗壓低。眾所周知,二極管的VF會因電流而改變,不過即使VF為低肖特基也有0.3~0.5V。與之相對,例如Nch-MOSFET的ON電阻極低至50mΩ,如果計算電壓下降的話則將遠比二極管的VF來得低。


有關“開關穩壓器的特性和評估方法”這個主題,了解DC/DC轉換工作因方式的區別或特征非常重要。


關鍵要點:


?同步整流式雖然可以獲得高效率,但是零件數比異步式稍多,電路也復雜。


?異步式雖然效率比同步式差,但是電路比較簡單。


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