同步開關穩壓器VS異步開關穩壓器

 

開關穩壓器的工作原理是：通過重複切換開關（如下圖的S1

、S2）的“通”和“斷”狀態，把DC輸入電壓轉化成PWM波形，然後使用電感、電容等能量存貯部件使其平滑
，以轉換成所希望的DC輸出電壓。

 

而同步開關穩壓器與異步開關穩壓器之間的主要區別在於：同步開關穩壓器使用晶體管S2來代替二極管D1。（如下圖電路所示）

 

圖1：同步開關穩壓器與異步開關穩壓器比較 

 

通常來說, jingtiguankaiguanchengzaidianliushideyajiangyaobierjiguangengdi。yincitongbukaiguanwenyaqidenengliangsunhaogengxiao，xiaolvgenggao。danshiyuyibukaiguanwenyaqixiangbi，tongbukaiguanwenyaqirongyichanshengewaidedianciganrao。nameewaidedianciganraoshizenmechanshengdene？

 

電磁幹擾的來源與對策

 

同步開關穩壓器有一個天生的缺陷，就是當S1與S2同(tong)時(shi)導(dao)通(tong)時(shi)，會(hui)產(chan)生(sheng)短(duan)路(lu)危(wei)險(xian)，這(zhe)會(hui)損(sun)壞(huai)開(kai)關(guan)。所(suo)以(yi)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)永(yong)遠(yuan)不(bu)會(hui)同(tong)時(shi)導(dao)通(tong)。為(wei)了(le)個(ge)避(bi)免(mian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)，會(hui)采(cai)取(qu)一(yi)些(xie)措(cuo)施(shi)，而(er)這(zhe)些(xie)措(cuo)施(shi)可(ke)能(neng)會(hui)帶(dai)來(lai)額(e)外(wai)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。我(wo)們(men)來(lai)梳(shu)理(li)一(yi)下(xia)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)是(shi)如(ru)何(he)發(fa)生(sheng)的(de)。

 

圖2：同步開關穩壓器電磁幹擾產生的原因和解決方案(點擊圖片放大，查看詳情)

 

我們可以使用一個額外的肖特基二極管來減少此類電磁幹擾。肖特基二極管的反向恢複時間非常短，甚至反向恢複時間為0。並bing且qie在zai死si區qu時shi間jian開kai始shi時shi
，能neng非fei常chang快kuai速su地di吸xi收shou電dian流liu。這zhe可ke減jian緩huan開kai關guan節jie點dian處chu的de電dian壓ya陡dou降jiang，從cong而er減jian少shao由you於yu耦ou合he效xiao應ying而er產chan生sheng並bing分fen布bu到dao電dian路lu上shang的de電dian磁ci幹gan擾rao。

 

下圖是一個典型的降壓同步開關穩壓電路（查看Scheme-it原理圖），其使用ADI ADP2443為同步開關穩壓芯片。采用N溝道MOSFET和額外的肖特基二極管
，可最大限度地減少幹擾。

 

圖3：肖特基二極管在同步開關穩壓器中的應用

 

電路中關鍵元器件選型

 

同步/異步開關穩壓器選型 

 

異步開關穩壓器是簡單且牢固的方式，而同步開關穩壓器效率更高。如何在選型時區分這兩類穩壓器呢
？

 

Digi-Key官網上

，開關穩壓器選型列表中，提供了許多可供選擇的參數。在“同步整流器”欄中選擇“是”
，對應的就是同步開關穩壓器。

 

圖4：Digi-Key同步/異步開關穩壓器選型

 

肖特基二極管選型

 

肖特基二極管可以設計得非常緊湊

，因為它僅在死區時間內，短時間承載電流。

 

它的特點是：僅在死區時間承載電流，溫升小

、尺寸小、成本低、結構緊湊。

 

Digi-Key官網上，肖特基二極管選型列表中，提供“反向恢複時間”欄。為了減少額外的電磁幹擾
，反向恢複時間越小越好。

 

圖5：Digi-Key肖特基二極管選擇選型

 

本文小結 

 

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來源：Digi-Key  作者：Alan Yang