在Buck拓扑中使用MOSFET代替续流二极管的目的是什么?


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我通常会看到Buck电路模型,其中使用MOSFET而不是续流二极管。我从Buck拓扑中了解到,当上MOSFET关断时,下一个MOSFET导通或关断都无关紧要,因为电流将从地流过体二极管流到电感。

那么,为什么他们要使用第二个MOSFET?MOSFET通常比二极管贵,不是吗?这不是过度杀伤力吗?还是以某种方式使电路更好?

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http://www.digikey.co.uk/Web%20Export/Supplier%20Content/Semtech_600/PDF/Semtech_synchronous-vs-asynchronous-buck-regulators.pdf?redirected=1

正偏二极管的导电性不佳。它们之间的电压降为0.7V(肖特基电压为0.3V)。在高电流下,这会导致二极管上的高功耗。大电流二极管的恢复时间也可能更长。

当下部MOSFET导通时,电流流过它而不是体二极管。选择MOSFET的原因是低Rdson(导通电阻),因此在MOSFET中耗散的能量最少。


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除了提高效率外,拥有“同步” MOSFET的最重要的原因可能是切换器几乎不会频繁进入不连续(突发)模式。突发模式发生在轻负载下,因为可以传递的每个周期的最小能量高于负载需求。

这在可变负载或输入电源电压最大时会发生很多。这会在输出上引起更大的纹波电压。在进入不连续操作之前,非同步开关电路将在连续操作中具有最小占空比-没有选择-它无法保持向负载过度供应能量,否则输出电压将显着增加。

在同步开关电路中,由于可以在串联旁路MOSFET关闭的整个时间段内从输出电容器中去除多余的能量,因此同步电路无需进入不连续工作状态。某些设备将为您提供进入非连续模式的选项,因为在轻负载下可以节省一些能源,但这是客户/供应商驱动的功能。

这意味着,几乎在所有应用中都使用同步拓扑时,几乎可以保证峰峰值输出纹波电压明显较小。再加上效率高达95%的区域(例如降压稳压器),使其成为当今的首选拓扑。

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