一、DC-DC原理
二、整流方式
以Buck降压型为例，DC-DC整流（拓扑结构）主要由开关管、电感、续流二极管、滤波电容等元器件构成。在开关管周期性打开、闭合的过程中，负载 RL 两端的电压也呈周期性变化，有效值稳定在所需的降低后的电压附近，如下图所示
1.异步整流
定义：异步整流只有一个高边MOS管（G1），加一个续流二极管（D1）组成，因为是自然续流过程，相对于同步来讲，被称为异步整流，如下图拓扑所示。
2.同步整流
定义：同步整流是采用导通电阻Rdson极低(一般为毫欧级别)的功率 MOS（G2），取代整流二极管以降低整流损耗。它能大大提高DC-DC转换器的效率，并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压，如下图拓扑所示。
功率MOS属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOS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。
三、优缺点
- 对于异步整流，当降压比高时，续流二极管的导通时间长，而如果 Vout 低，整体损耗比例会因为续流二极管的 而变大
- 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，主要是因为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比较低，如下图所示：
- 轻载时，异步效率低，但工作状态好；同步效率高，但会产生振铃
A.在轻负载时，异步整流的效率要高于同步整流
这是因为轻载时，因为同步拓扑结构中，当电感中存储的电流降为０后，由于下侧 MOS 管并没有关闭，这时输出电容 Cout 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 管（G1）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)；而异步拓扑结构中，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，因此轻载时，异步整流的效率较高。
B.在轻载时，同步整流的工作状态更好，异步整流由于工作在不连续模式会产生振铃
这是因为轻载时，负载电流较小。此时，因为异步拓扑中，二极管电流只能朝着一个方向流动，有时会变成 0 A，会呈现断续工作模式，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，开关节点将发生振铃，产生高谐波噪声；而同步拓扑中，在 MOS 管导通的情况下，电流会有两个方向的流动以维持并稳定连续工作，此时同步拓扑工作在连续模式，损耗不会减小，但是开关节点不会产生振铃。
版权声明：
本文来源网络，所有图片文章版权属于原作者，如有侵权，联系删除。
本文网址：https://www.mushiming.com/mjsbk/5991.html