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在设计降压型DCDC电路的时候,经常会听到同步整流(synchronous)和异步整流(asynchronous)。
那么什么是同步整流,什么是异步整流呢
从这两种电路的拓扑来看,异步整流型外围有一个续流二极管,而同步型整流型芯片内部是两个MOS管。
同步整流上面MOS截止,下面MOS管导通时,电流从电感流向下侧MOS管
而异步整流上侧MOS管截止时电流从电感流向二极管
当输出电流比较大时同步整流的效率要比异步整流的高,一般同步整流在负载是1A时,效率能到95%,异步整流的话只能到80%左右
这主要是因为异步整流外部的二极管压降一般在0.3V左右,而同步整流的下侧MOS导通时电阻只有几十毫欧左右,在上侧MOS关闭时,异步整流的二极管损耗比同步整流的MOS管损耗大,从而导致异步整流的效率相比较低
现在大部分降压DCDC电路都是用的同步整流芯片
在轻负载时,异步整流的效率要高于同步整流,
在轻负载时,同步整流当电感中存储的电流降为为0后,由于下侧MOS管并没有关闭,这时输出电容的一部分电流会给电感充能,从而会有电感电流为负的情况,直到下一个上侧MOS的导通周期到来(有的同步整流可以控制轻负载的模式,控制不让反向电流流过)
而异步整流由于二极管是单向导通,当电感存储的电流降为0后,电感和二极管就没有电流流过了。
轻负载时,异步整流电感的开关信号会有振铃,如这张照片所示,从而会使输出电压纹波和噪声变差。而同步整流由于电感的电流是连续周期的,比较稳定,所以轻负载时纹波噪声会比异步整流的好
现在有的同步整流DCDC芯片其实可以设置其轻负载的工作模式,可以设置成PFM模式和FCCM模式
PFM模式就类似于异步整流在轻负载下的状态,芯片检测到电感的电流为0后,下面的MOS会关闭,然后等待下一个上侧MOS导通的周期到来,PFM也就是我们说的轻载高效模式。
FCCM就是同步整流在轻负载下的状态,电感电流为0后下侧的MOS管一直是导通的,直到上侧MOS导通周期到来
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