高性能电源转换器设计中的同步整流技术

电源转换器的使用越来越普遍，电子设备制造商需要他们的电源系统不断增加新的功能和特性，例如更低的输入和输出电压、更高的电流、更快的瞬态响应。

　　为满足这些需求，在上世纪90年代晚期开关电源设计师开始采用同步整流（SR）技术——使用MOSFET来替代常用二极管实现的整流功能。SR提高了效率、热性能、功率密度、可制造性和可靠性，并可降低整个系统的电源系统成本。本文将介绍SR的优点，并讨论在其实现中遇到的挑战。

二极管整流的缺点

　　图1是非同步和同步降压转换器的原理图。非同步降压转换器使用FET 和肖特基二极管作为开关器件（图1a），当FET打开时，能量传递到输出电感和负载。当FET关断，电感中的电流流过肖特基二极管。如果负载电流高于输出电感的纹波电流的一半，则转换器工作在连续导通模式。根据正向电压降和反向漏电流特性来选择肖特基二极管。但是，当输出电压降低时，二极管的正向电压的影响很重要，它将降低转换器的效率。物理特性的极限使二极管的正向电压降难以降低到0.3V以下。相反，可以通过加大硅片的尺寸或并行连接分离器件来降低 MOSFET的导通电阻RDS（ON）。因此，在给定的电流下，使用一个MOSFET来替代二极管可以获得比二极管小很多的电压降。

　　这使得SR很有吸引力，特别是在对效率、转换器尺寸和热性能很敏感的应用中，例如便携式或者手持设备。MOSFET制造商不断地引入具有更低RDS