浅谈同步整流的使用场景及器件特性

由于MOSFET可以正向导通电流的同时，还可以反向导通电流，因此，当使用二极管的时候，可以用一个MOSFET来代替它，本文就简要针对同步整流这一话题做一个简单讨论。

如何实现同步整流？

当MOSFET的连接如图1所示时，它的源极和漏极是反向的。

图1 MOSFET的同步整流连接方式

注意此时图1中的MOSFET的电流进入点是S级，从漏极D流出，所以其特性如图1中右侧所示，电压是正向的，而由于电流从图示的方向进入，认为是正向电流（此时处于反向导通状态），当然它还可以是负电流（正向导通状态）。

图2 传统的MOSFET连接方式

在传统连接方式时，MOSFET的电流从漏极D流入，从S极流出，电压是反向的，因此其特性如图2右侧所示。

图3 二极管特性

由于MOSFET可以反向导通电流，因此它可以像二极管一样，导通整电流，阻断负电压，而此时MOSFET必然需要可控，即，当他像二极管一样正常流正向电流时，需要导通，而当它像二极管一样需要阻断负电压时，需要将MOSFET关断。

图4 二极管整流BUCK电路

图5 MOSFET同步整流BUCK电路

所以，我们就可以对传统的非同步整流的BUCK电路，将二极管改为MOSFET,同时将上官BJT改为MOSFET,其中Q1和Q2的驱动信号需要互补。

同步整流有什么好处？

大家知道诸如计算机电源的趋势是，输出电压越来越低，从3.3V到更低，而输出电流越来越大。当输出电压减小后，此时在大电流场景下，二极管导通损耗就很容易就成为最大损耗的部分。现实因素是，二极管的结接触电压的限制，无法减小二极管的正向压降。当然，肖特基二极管SBD一定程度可以使用，但是包含二极管的低压电源应用中，传导电流效率必然导致低效率。

使用同步整流后，使用MOSFET替换了二极管，那么其上的损耗就是Rdson乘以电流有效值Irms的平方，如果你买了一个较低导通电阻的MOSFET,那么导通损耗很容易减小。总的说来，在低压电源中，使用很广泛。

 参考文献：Fundmentals of Power Electronics