开关电源同步与非同步
发表时间：2025-04-25 浏览次数：1
引言
开关电源是通过功率管打开时给电感充电，电感储能；功率管断开时，电感释放能量，从而实现电压变换。在功率管断 开时，电感释放能量需要电流回路，续流元器件的选用不同，就会涉及到不同的整流方式，即同步整流和非同步整流。那么 同步整流和非同步整流到底有什么差别呢？
一、区分同步与非同步
1.非同步
以 BUCK 电路为例，若电路中只有一个 MOS 管（功率管），而在续流回路中采用的是整流二极管（二极管具有单向导 电性，不需要外加电路控制其通断），则该电路就是非同步的，因为它只有一个 MOS 管（或者说开关管）需要用电路控制， 续流二极管不需要控制电路，也就不用去强调同步控制二极管（D1），即可以理解为非同步，非同步电路如图 1。
2.同步
若在电路中续流回路中使用的也是 MOS 管（Q2），即上下管都是 MOS 管，因为 MOS 管本身是需要外控制的元器 件，整流过程中必须根据电源的开关时序同步控制 Q1 与 Q2，所以该电路为同步，同步电路如图 2 所示。
同步是采用通态电阻极低的功率 MOS 管，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术；它能大大提高 DC/DC 变 换器的效率。功率 MOS 管属于电压控制型器件，且它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率 MOS 管做整流器时，要 求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。
二、同步，非同步的优缺点
1.非同步的优缺点
◆稳定性高
由于肖特基二极管被动导通，不会存在同步整流电路中上下管同时导通的情况，所以其稳定性同比要高于同步整流电路。
◆效率低 当流过肖特基二极管的电流较大时，续流电流在二极管上产生的电压比较大（0.5V 左右），当输出的电压很低的时候， 二极管的电压降就占了很大的比重，它消耗的功率相对较大，所以在大电流，小电压输出时候效率偏低。
2.同步的优缺点
◆效率较高 一般 MOS 管的内阻非常小，在流过相同电流条件下，其导通电压降远远小于普通肖特基二极管的正向导通压降，则 MOS 管的损耗功率远远比二极管的小，所以同步整流的效率会高一些。
◆稳定性不足
MOS管需要驱动电路，同步整流需要为 MOS管额外添加一个控制电路，使得上下两个 MOS管能够同步，相对于非 同步，同步的控制电路相对复杂，电路越复杂，稳定性越不可靠，若逻辑出现混乱，上下管同时导通，则系统必定失效。
三、同步与非同步的选择
选择使用同步还是非同步主要从效率、成本和可靠性三个方面来考虑。对于较高输出电压，较高的占空比，非同步系统 中的肖特基二极管与同步整流的下功率管的功耗都比较少，此时同步整流与非同步整流的转换效率差异不明显；而对于低输 出电压，低占空比，大电流应用来说，采用同步整流的转换效率相对较高。综上，如果要求效率比较高而对成本和可靠性的 要求不太高的话，就可以选用同步整流方案；若对效率要求不是很高，则首选非同步，其可靠性比较好。
开关电源是通过功率管打开时给电感充电，电感储能；功率管断开时，电感释放能量，从而实现电压变换。在功率管断 开时，电感释放能量需要电流回路，续流元器件的选用不同，就会涉及到不同的整流方式，即同步整流和非同步整流。那么 同步整流和非同步整流到底有什么差别呢？
一、区分同步与非同步
1.非同步
以 BUCK 电路为例，若电路中只有一个 MOS 管（功率管），而在续流回路中采用的是整流二极管（二极管具有单向导 电性，不需要外加电路控制其通断），则该电路就是非同步的，因为它只有一个 MOS 管（或者说开关管）需要用电路控制， 续流二极管不需要控制电路，也就不用去强调同步控制二极管（D1），即可以理解为非同步，非同步电路如图 1。
2.同步
若在电路中续流回路中使用的也是 MOS 管（Q2），即上下管都是 MOS 管，因为 MOS 管本身是需要外控制的元器 件，整流过程中必须根据电源的开关时序同步控制 Q1 与 Q2，所以该电路为同步，同步电路如图 2 所示。
同步是采用通态电阻极低的功率 MOS 管，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术；它能大大提高 DC/DC 变 换器的效率。功率 MOS 管属于电压控制型器件，且它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率 MOS 管做整流器时，要 求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。
二、同步，非同步的优缺点
1.非同步的优缺点
◆稳定性高
由于肖特基二极管被动导通，不会存在同步整流电路中上下管同时导通的情况，所以其稳定性同比要高于同步整流电路。
◆效率低 当流过肖特基二极管的电流较大时，续流电流在二极管上产生的电压比较大（0.5V 左右），当输出的电压很低的时候， 二极管的电压降就占了很大的比重，它消耗的功率相对较大，所以在大电流，小电压输出时候效率偏低。
2.同步的优缺点
◆效率较高 一般 MOS 管的内阻非常小，在流过相同电流条件下，其导通电压降远远小于普通肖特基二极管的正向导通压降，则 MOS 管的损耗功率远远比二极管的小，所以同步整流的效率会高一些。
◆稳定性不足
MOS管需要驱动电路，同步整流需要为 MOS管额外添加一个控制电路，使得上下两个 MOS管能够同步，相对于非 同步，同步的控制电路相对复杂，电路越复杂，稳定性越不可靠，若逻辑出现混乱，上下管同时导通，则系统必定失效。
三、同步与非同步的选择
选择使用同步还是非同步主要从效率、成本和可靠性三个方面来考虑。对于较高输出电压，较高的占空比，非同步系统 中的肖特基二极管与同步整流的下功率管的功耗都比较少，此时同步整流与非同步整流的转换效率差异不明显；而对于低输 出电压，低占空比，大电流应用来说，采用同步整流的转换效率相对较高。综上，如果要求效率比较高而对成本和可靠性的 要求不太高的话，就可以选用同步整流方案；若对效率要求不是很高，则首选非同步，其可靠性比较好。
