DC-DC——同步和异步的区别

1、拓展知识

二极管的作用：当MOS管完全导通时，阻抗很低。二极管可以防止电容直接对地放电。防止能量损失，提高 开关电流升压电路的效率。

升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。

MOS管导通时，电感正向伏秒为Vin*Ton

MOS管截止时，电感负向伏秒为-Vo*Toff

Vo=-（Vin*D）/（1-D） 

开关导通时

当开关闭合时，输入电压通过电感L直接返回，在电感L上储能，此时电容C放电，给负载供电。

开关断开时

当开关断开时，在电感产生反向电动势，使二极管从断开变成导通。电感给负载供电并对输出电容充电，维持输出电压不变。 

2、在DC-DC降压电路中存在同步整流和异步整流两种工作方式。

 

区别：同步整流采用了通态电阻极低的MOS管代替了二极管。相比于异步整流使用的二极管来说，同步整流大大的降低了损耗，但是价格也相对昂贵。

3、优点

异步二极管轻载时的损耗较大

例如：整流电路会通过开关电流，因此会在开关处产生损耗，以至于影响效率。异步整流时，二极管的正压异通压降Vf会通过电流特别是在轻载时，二极管大部分时间会在这种状态下，即使是肖特基二极管，开关电流为1A时的Vf上产生的损耗也将高达0.3~0.5W左右。与之对应的是，通态电阻极低的MOS管的电阻可以低至50 mΩ左右，损耗也仅仅是0.05W而已。

在轻载时，同步整流的工作状态更好，异步模式由于工作在不连续模式会产生很大的噪声。

同步整流异步整流在轻载工作时的状态

当负载较轻时，负载电流会很小，甚至会下降至零交叉级。在此状态下，异步整流方式，二极管会呈现 断续工作，电流只能朝着一个方向流动。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，开关电压将发生振铃，产生高谐波噪声。而同步整流模式下，在MOS管导通的情况下，电流会有两个方向的流动，此时的同步整流模式工作在连续模式，损耗不会减小，但是开关电压不会产生振铃。