[经验]

开关稳压器的基础：同步式和异步式的区别

2018-11-29 14:17:15

2725 开关稳压器晶体管二极管

继开关稳压器的种类和工作原理之后，接着要说明所谓同步整流式和异步整流式DC/DC转换器变压器方式的区别。由于各自有优缺点，故根据电源的要求规格区分使用是一大要点。
电路构造上的区别如下的图的通，不同点在于开关2是二极管或是晶体管。
异步整流式，也称为二极管整流式，通过上侧晶体管的ON/OFF，二极管进行导通/关断，使电流流向或不流向二极管。这在工作原理部分已经说明。异步式是简单且牢固的方式，在工业设备等中有极高的实绩。
另一方面，同步整流的方式虽然基本工作相同，但是下侧开关的ON/OFF也由控制电路进行。如果双方同时为ON，则电流将从VIN直接流向GND，使晶体管有破坏的可能性，故双方必须制造OFF，停滞时间的时序等进行复杂的控制。不过，同步整流式的效率比异步式高，对于延长电池驱动设备的工作时间有极大贡献。

S1为ON的时S2设为OFF
S1为OFF的时S2设为ON
电流路径与异步型相同，但S2的ON/OFF 由控制电路进行
下段的电路是实际电路S1、S2使用晶体管

高效率
电路比异步式复杂

S1为ON时电流不流向D1（关断）
S1为OFF时电流正向流向D1（导通）
下段的电路是实际电路，S1可使用晶体管，D1可使用肖特基二极管

效率比同步式差
电路比较简单

同步整流式的所以效率高，原因在于将异步整流式的二极管置换成晶体管，故可以将输出段开关的损耗压低。众所周知，二极管的VF会因电流而改变，不过即使VF为低肖特基也有0.3～0.5V。与之相对，例如Nch-MOSFET的ON电阻极低至50mΩ，如果计算电压下降的话则将远比二极管的VF来得低。
有关“开关稳压器的特性和评估方法”这个主题，了解DC/DC转换工作因方式的区别或特征非常重要。
关键要点:

・同步整流式虽然可以获得高效率，但是零件数比异步式稍多，电路也复杂。
・异步式虽然效率比同步式差，但是电路比较简单。

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