SMC INR-244-647A電源轉(zhuǎn)換器的使用越來越普遍，電子設(shè)備制造商需要他們的電源系統(tǒng)不斷增加新的功能和特性，例如更低的輸入和輸出電壓、更高的電流、更快的瞬態(tài)響應(yīng)。

為滿足這些需求，在上世紀(jì)90年代晚期開關(guān)電源設(shè)計(jì)師開始采用同步整流（SR）技術(shù)——使用MOSFET來替代常用二極管實(shí)現(xiàn)的整流功能。SR提高了效率、熱性能、功率密度、可制造性和可靠性，并可降低整個(gè)系統(tǒng)的電源系統(tǒng)成本。本文將介紹SMC INR-244-647A的優(yōu)點(diǎn)，并討論在其實(shí)現(xiàn)中遇到的挑戰(zhàn)。

一、SMC INR-244-647A二極管整流的缺點(diǎn)

圖1是非同步和同步降壓轉(zhuǎn)換器的原理圖。非同步降壓轉(zhuǎn)換器使用FET 和肖特基二極管作為開關(guān)器件（圖1a），當(dāng)FET打開時(shí)，能量傳遞到輸出電感和負(fù)載。當(dāng)FET關(guān)斷，電感中的電流流過肖特基二極管。如果負(fù)載電流高于輸出電感的紋波電流的一半，則轉(zhuǎn)換器工作在連續(xù)導(dǎo)通模式。根據(jù)正向電壓降和反向漏電流特性來選擇肖特基二極管。但是，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，二極管的正向電壓的影響很重要，它將降低轉(zhuǎn)換器的效率。物理特性的極限使二極管的正向電壓降難以降低到0.3V以下。相反，可以通過加大硅片的尺寸或并行連接分離器件來降低 MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS（ON）。因此，在給定的電流下，使用一個(gè)MOSFET來替代二極管可以獲得比二極管小很多的電壓降。

這使得SR很有吸引力，特別是在對(duì)效率、轉(zhuǎn)換器尺寸和熱性能很敏感的應(yīng)用中，例如便攜式或者手持設(shè)備。MOSFET制造商不斷地引入具有更低RDS（ON）和總柵極電荷（QG）的新MOSFET技術(shù)，這些新的MOSFET技術(shù)使在電源轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)SR更加容易。

二、什么是同步整流?

例如，在同步降壓轉(zhuǎn)換器中，通過用兩個(gè)低端的MOSFET來替換肖特基二極管可以提高效率（圖1b）。這兩個(gè)SMC INR-244-647A必須以互補(bǔ)的模式驅(qū)動(dòng)，在它們的導(dǎo)通間隙之間有一個(gè)很小的死區(qū)時(shí)間（dead time），以避免同時(shí)導(dǎo)通。同步FET工作在第三象限，因?yàn)殡娏鲝脑礃O流到漏極。與之對(duì)應(yīng)的非同步轉(zhuǎn)換器相比，同步降壓轉(zhuǎn)換器總是工作在連續(xù)導(dǎo)通，即使在空載的情況下也是。

在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，電感電流流過低端FET的體二極管（body diode）。這個(gè)體二極管通常具有非常慢的反向恢復(fù)特性，會(huì)降低轉(zhuǎn)換器的效率。SMC INR-244-647A可以與低端FET并行放置一個(gè)肖特基二極管以對(duì)體二極管實(shí)現(xiàn)旁路，避免它影響到轉(zhuǎn)換器的性能。增加的肖特基二極管可以比非同步降壓轉(zhuǎn)換器中的二極管低很多的額定電流，因?yàn)樗辉趦蓚€(gè)FET都關(guān)斷時(shí)的較短的死區(qū)時(shí)間（通常低于開關(guān)周期的百分之幾）內(nèi)導(dǎo)通。

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