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, 晶jing體ti管guan開kai關guan承cheng載zai電dian流liu時shi的de壓ya降jiang要yao比bi二er極ji管guan更geng低di。因yin此ci同tong步bu開kai關guan穩wen壓ya器qi的de能neng量liang損sun耗hao更geng小xiao，效xiao率lv更geng高gao。但dan是shi與yu異yi步bu開kai關guan穩wen壓ya器qi相xiang比bi
，同tong步bu開kai關guan穩wen壓ya器qi容rong易yi產chan生sheng額e外wai的de電dian磁ci幹gan擾rao。那na麼me額e外wai的de電dian磁ci幹gan擾rao是shi怎zen麼me產chan生sheng的de呢ne
？

 

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S2tongshidaotongshi，huichanshengduanluweixian，zhehuisunhuaikaiguan。suoyibixuquebaolianggekaiguanyongyuanbuhuitongshidaotong。weilegebimianzhezhongqingkuangfasheng，huicaiquyixiecuoshi，erzhexiecuoshikenenghuidailaiewaidedianciganrao。womenlaishuliyixiazhegeguochengshiruhefashengde。

 

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 

 

同tong步bu開kai關guan穩wen壓ya器qi效xiao率lv高gao，在zai各ge個ge領ling域yu有you著zhe廣guang泛fan的de應ying用yong，但dan是shi與yu此ci同tong時shi它ta可ke能neng會hui伴ban有you額e外wai電dian磁ci幹gan擾rao的de產chan生sheng。隻zhi有you了le解jie其qi中zhong的de原yuan理li，對dui症zheng下xia藥yao
，才cai能neng花hua費fei最zui小xiao的de成cheng本ben，藥yao到dao病bing除chu。

 

來源：Digi-Key  作者：Alan Yang