DC-DC｜評估篇
開關式穩壓器的基本：同步式和非同步式的不同
2016.11.01
重點
・同步整流式雖然可以獲得高效率，但是零件數比非同步式稍多，電路也複雜。
・非同步式雖然效率比同步式差，但是電路比較簡單。
繼開關式穩壓器的種類和運作原理之後，接著要說明所謂同步整流式和非同步整流式DC/DC轉換器變換方式的不同。由於各自有優缺點，故依電源的要求規格區分使用是一大重點。
電路構造上的不同如下圖，不同點在於開關2是二極體或電晶體。
非同步整流亦稱為二極體整流，二極體藉由上側電晶體的ON/OFF進行導通／遮斷，也就是電流的流動或不流動，這在運作原理之處業已説明。非同步式為簡單且牢固的方式，在産業機器等中有極高的實績。
另一方面，同步整流雖然基本運作相同，不過下側開關的ON/OFF亦由控制電路進行。若兩方同時為ON，則電流會直接從Vin流向GND使電晶體有破壞的可能性，因此兩方務必製造所謂dead time的OFF時機等進行複雜的控制。不過有跡可尋的是，同步整流式的效率比非同步式高，對於延長電池驅動機器的運作時間有極大貢獻。
- S1為ON時S2設為OFF
- S1為OFF時S2設為ON
- 電流路徑與非同步型同，但S2之ON/OFF由控制電路進行
- 下段電路在實際電路中S1、S2皆使用電晶體
- 高效率
- 電路比非同步式複雜
- S1為ON時電流不流向D1（遮斷）
- S1為OFF時電流順向流向D1（導通）
- 下段電路在實際電路中S1使用電晶體、D1使用蕭特基二極體
- 效率比同步式差
- 電路比較簡單
同步整流式之所以效率高，原因在於將非同步整流式之二極體置換成電晶體，故可以將輸出段開關的損失壓低。眾所皆知，二極體的VF會因電流而改變，不過即使VF為低蕭特基亦有 0.3～0.5V。相對的，例如Nch-MOSFET的ON電阻極低至50mΩ，若計算電壓下降的話則將遠比二極體之VF來得低。
有關「開關式穩壓器的特性和評估方法」這個主題，了解DC/DC變換運作因方式而不同及其特徴非常重要。
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