同步整流技術(shù)簡(jiǎn)單介紹

同步整流技術(shù)簡(jiǎn)單介紹
大家都知道，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源，在次級(jí)必然要有一個(gè)整流輸出的過(guò)程。
作為整流電路的主要元件，通常用的是整流二極管（利用它的單向?qū)щ娞匦裕?，它可以理解為一種被動(dòng)式器件：只要有足夠的正向電壓它就開(kāi)通，而不需要另外的控制電路。但其導(dǎo)通壓降較高，快恢復(fù)二極管（FRD）或超快恢復(fù)二極管（SRD）可達(dá)1.0～1.2V，即使采用低壓降的肖特基二極管（SBD），也會(huì)產(chǎn)生大約0.6V的壓降。這個(gè)壓降完全是做的無(wú)用功，并且整流二極管是一種固定壓降的器件，舉個(gè)例子：如有一個(gè)管子壓降為0.7V，其整流為12V時(shí)它的前端要等效12.7V電壓，損耗占0.7/12.7≈5.5%.而當(dāng)其為3.3V整流時(shí)，損耗為0.7/4（3.3+0.7）≈17.5%。可見(jiàn)此類(lèi)器件在低壓大電流的工作環(huán)境下其損耗是何等地驚人。這就導(dǎo)致電源效率降低，損耗產(chǎn)生的熱能導(dǎo)致整流管進(jìn)而開(kāi)關(guān)電源的溫度上升、機(jī)箱溫度上升--------有時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、電腦硬件使用壽命急劇縮短都是拜這個(gè)高溫所賜。
隨著電腦硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，如GeForce 8800GTX顯卡，其12V峰值電流為16.2A。所以必須制造能提供更大輸出電流（如多核F1，四路12V，每路16A；3.3V和5V輸出電流各高達(dá)24A）的電源轉(zhuǎn)換器。
而當(dāng)前世界的能源緊張問(wèn)題的凸現(xiàn)，為廣大用戶(hù)提供更高轉(zhuǎn)換效率（如多核R80，完全符合80PLUS標(biāo)準(zhǔn)）的電源轉(zhuǎn)換器就是我們整個(gè)開(kāi)關(guān)電源行業(yè)的不可回避的社會(huì)責(zé)任了。
如何解決這些問(wèn)題？尋找更好的整流方式、整流器件。
同步整流技術(shù)和通態(tài)電阻（幾毫歐到十幾毫歐）極低的專(zhuān)用功率MOSFET就是在這個(gè)時(shí)刻走上開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的歷史舞臺(tái)了！
作為取代整流二極管以降低整流損耗的一種新器件，功率MOSFET屬于電壓控制型器件，它在導(dǎo)通時(shí)的伏安特性呈線(xiàn)性關(guān)系。因?yàn)橛霉β蔒OSFET做整流器時(shí)，要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，故稱(chēng)之為同步整流。它可以理解為一種主動(dòng)式器件，必須要在其控制極（柵極）有一定電壓才能允許電流通過(guò)，這種復(fù)雜的控制要求得到的回報(bào)就是極小的電流損耗。
在實(shí)際應(yīng)用中，一般在通過(guò)20-30A電流時(shí)才有0.2-0.3V的壓降損耗。因?yàn)槠鋲航档扔陔娏髋c通態(tài)電阻的乘積，故小電流時(shí)，其壓降和恒定壓降的肖特基不同，電流越小壓降越低。這個(gè)特性對(duì)于改善輕載效率（20%）尤為有效。這在80PLUS產(chǎn)品上已成為一種基本的解決方案了。
對(duì)于以上提到的兩種整流方案，我們可以通過(guò)灌溉農(nóng)田來(lái)理解：
肖特基整流管可以看成一條建在泥土上沒(méi)有鋪水泥的灌溉用的水道，從源頭下來(lái)的水源在中途滲漏了很多，十方水可能只有七、八方到了農(nóng)田里面。
而同步整流技術(shù)就如同一條鑲嵌了光滑瓷磚的引水通道，除了一點(diǎn)點(diǎn)被太陽(yáng)曬掉的損失外，十方水能有9.5方以上的水真正用于澆灌那些我們?nèi)杖召?lài)以生存的糧食。
我們的多核F1，多核R80，其3.3V整流電路采用了通態(tài)電阻僅為0.004歐的功率MOSFET，在通過(guò)24A峰值電流時(shí)壓降僅為20*0.004=0.08V。如一般PC正常工作時(shí)的3.3V電流為10A，則其壓降損耗僅為10*0.004=0.04V，損耗比例為0.04/4=1%，比之于傳統(tǒng)肖特基加磁放大整流技術(shù)17.5%的損耗，其技術(shù)的進(jìn)步已不僅僅是一個(gè)量的變化，而可以說(shuō)是有了一個(gè)質(zhì)的飛躍了。也可以說(shuō)，我們?yōu)橛脩?hù)修建了一條嚴(yán)絲合縫的灌溉電腦配件的供電渠道。