什么是非同步（异步）整流和同步整流？
发布时间：2024/9/2 10:41:00 来源：永阜康科技
如图所示，在非隔离型开关电源类型中，非同步整流型开关电源是指高边开关使用MOSFET，而低边续流回路使用二极管（左图中的D1）的电路拓扑（只有一个开关管）。同步整流型开关电源是指高边和低边开关都使用三极管或MOSFET的电路拓扑；必须有两个开关管，分别称为High-side MOSFET（右图中的S1）和Low-side MOSFET（右图中的S2）。非同步整流型开关电源是较早使用的电源拓扑，因为电路结构和控制方式相对简单，转换效率可达 80% 。其后，随着笔记本和手机等移动终端对续航能力要求越来越高，要求更高的电源转换效率或更低的功率损耗，于是可实现 95% 转换效率的同步整流型开关电源逐渐被开发使用，但是控制方式稍微复杂。随着MOSFET技术的发展，同步降压电路的性能已经抵消了其驱动复杂性和成本差异，特别是在大电流低电压的应用场合，同步整流是首选方案。
在非同步或同步降压控制器电路中，输入电压VIN与SW节点之间的开关管，在英文中称为High-side switch / Main switch / Top switch，对应的中文常叫做“高边开关管”；SW节点与GND之间的元件是续流二极管或者开关管，该续流二极管英文中称为Freewheeling diode，该开关管在英文中称为Low-side switch / Synchronous switch / Bottom switch，对应的中文常叫做“低边开关管”。基于同步整流技术的降压转换器电路，低边开关都使用N-MOSFET，但是高边开关使用N-MOSFET和P-MOSFET两种类型都可以。更早期的开关转换器，比如LM2575IN，其高边开关使用的是NPN三极管。P-MOSFET的载流子是空穴，N-MOSFET的载流子是电子。因为空穴的迁移速率比电子更慢，导致P-MOSFET的电阻率比N-MOSFET更高；或者说是，在相同晶圆面积的情况下，P-MOSFET的导通电阻比N-MOSFET更高。所以，无论是非同步还是同步整流方式，无论是降压控制器电路还是转换器电路，主流应用中使用的都是N-MOSFET，我们会重点关注这部分降压电路的原理分析及应用电路。
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