但是
，與異步開關穩壓器相比，同步降壓轉換器會產生更大的幹擾。如果圖1中zhong的de兩liang個ge理li想xiang開kai關guan同tong時shi導dao通tong，即ji使shi時shi間jian很hen短duan，也ye會hui發fa生sheng從cong輸shu入ru電dian壓ya到dao地di的de短duan路lu。這zhe會hui損sun壞huai開kai關guan。必bi須xu確que保bao兩liang個ge開kai關guan永yong遠yuan不bu會hui同tong時shi導dao通tong。因yin此ci
，出chu於yu安an全quan考kao慮lv，需xu要yao在zai一yi定ding時shi間jian內nei保bao持chi兩liang個ge開kai關guan都dou斷duan開kai。這zhe個ge時shi間jian稱cheng為wei開kai關guan穩wen壓ya器qi的de死si區qu時shi間jian。但dan是shi
，從cong開kai關guan節jie點dian到dao輸shu出chu電dian壓ya連lian接jie了le一yi個ge載zai流liu電dian感gan(L1)。通tong過guo電dian感gan的de電dian流liu永yong遠yuan不bu會hui發fa生sheng瞬shun間jian變bian化hua。電dian流liu會hui連lian續xu增zeng加jia和he減jian少shao，但dan它ta永yong遠yuan不bu會hui跳tiao變bian。因yin此ci，在zai死si區qu時shi間jian內nei會hui產chan生sheng問wen題ti。所suo有you電dian流liu路lu徑jing在zai開kai關guan節jie點dian側ce中zhong斷duan。采cai用yong圖tu1所(suo)示(shi)的(de)理(li)想(xiang)開(kai)關(guan)，在(zai)死(si)區(qu)時(shi)間(jian)內(nei)會(hui)在(zai)開(kai)關(guan)節(jie)點(dian)處(chu)產(chan)生(sheng)負(fu)無(wu)窮(qiong)大(da)的(de)電(dian)壓(ya)。在(zai)實(shi)際(ji)開(kai)關(guan)中(zhong)，電(dian)壓(ya)負(fu)值(zhi)將(jiang)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)，直(zhi)到(dao)兩(liang)個(ge)開(kai)關(guan)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)被(bei)擊(ji)穿(chuan)並(bing)允(yun)許(xu)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)。

 

圖1.用於降壓轉換、采用理想開關的同步開關穩壓器。

 

大多數開關穩壓器使用N溝道MOSFET作為有源開關。這些開關針對上述情況具有非常有優勢的特性。除了具有本身的開關功能外，MOSFET還具有所謂的體二極管。半導體的源極和漏極之間存在一個P-N結。在圖2中，插入了具有相應P-N結的MOSFET。由此，即使在死區時間內，開關節點的電壓也不會下降到負無窮大，而是通過低端MOSFET中的P-N結（如紅色所示）承載電流，直到死區時間結束並且低端MOSFET導通為止。

 

圖2.用於降壓轉換的同步開關穩壓器，采用N溝道MOSFET和額外的肖特基二極管
，可最大限度地減少幹擾。

 

相應MOSFET中的體二極管有一個主要缺點。由於反向恢複現象，其開關速度非常低。在反向恢複時間內，電感(L1)導dao致zhi開kai關guan節jie點dian處chu的de電dian壓ya下xia降jiang到dao比bi地di電dian壓ya低di幾ji伏fu。開kai關guan節jie點dian處chu的de這zhe些xie陡dou峭qiao的de負fu電dian壓ya峰feng值zhi會hui導dao致zhi幹gan擾rao
，此ci幹gan擾rao會hui被bei容rong性xing耦ou合he到dao其qi他ta電dian路lu段duan。通tong過guo插cha入ru額e外wai的de肖xiao特te基ji二er極ji管guan可ke以yi最zui大da限xian度du地di減jian少shao這zhe種zhong幹gan擾rao，如ru圖tu2所示。與低端MOSFET中zhong的de體ti二er極ji管guan不bu同tong
，它ta不bu會hui產chan生sheng反fan向xiang恢hui複fu時shi間jian，並bing且qie在zai死si區qu時shi間jian開kai始shi時shi能neng非fei常chang快kuai速su地di吸xi收shou電dian流liu。這zhe可ke減jian緩huan開kai關guan節jie點dian處chu的de電dian壓ya陡dou降jiang。可ke減jian少shao由you於yu耦ou合he效xiao應ying而er產chan生sheng並bing分fen布bu到dao電dian路lu上shang的de幹gan擾rao。

 

肖特基二極管可以設計得非常緊湊
，因為它僅在死區時間內短時間承載電流。因此
，其溫升不會過高，可以放置在小尺寸
、低成本的產品外殼中。

 

作者簡介

 

Frederik Dostal曾就讀於德國埃爾蘭根-紐倫堡大學微電子學專業。他於2001年開始工作，涉足電源管理業務，曾擔任多種應用工程師職位，並在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負責開關模式電源。Frederik於2009年加入ADI公司

，擔任歐洲分公司的電源管理技術專家。聯係方式：frederik.dostal@analog.com。

 

 

推薦閱讀：