快充技術(shù)對同步整流的需求

為什么要應(yīng)用同步整流技術(shù)

電子技術(shù)的發(fā)展，使得電路的工作電壓越來越低、電流越來越大。低電壓工作有利于降低電路的整體功率消耗，但也給電源設(shè)計(jì)提出了新的難題。

開關(guān)電源的損耗主要由3部分組成：功率開關(guān)管的損耗，高頻變壓器的損耗，輸出端整流管的損耗。在低電壓、大電流輸出的情況下，整流二極管的導(dǎo)通壓降較高，輸出端整流管的損耗尤為突出?？旎謴?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，這就導(dǎo)致整流損耗增大，電源效率降低。

舉例說明，筆記本電腦普遍采用3.3V甚至1.8V或1.5V的供電電壓，所消耗的電流可達(dá)20A。此時(shí)超快恢復(fù)二極管的整流損耗已接近甚至超過電源輸出功率的50%。即使采用肖特基二極管，整流管上的損耗也會(huì)達(dá)到18%～40%，占電源總損耗的60%以上。因此，傳統(tǒng)的二極管整流電路已無法滿足實(shí)現(xiàn)低電壓、大電流開關(guān)電源高效率及小體積的需要，成為制約AC/DC變換器提高效率的瓶頸。

同步整流比之于傳統(tǒng)的肖特基整流技術(shù)可以這樣理解：

這兩種整流管都可以看成一扇電流通過的門，電流只有通過了這扇門才能供負(fù)載使用。

傳統(tǒng)的整流技術(shù)類似于一扇必須要通過有人大力推才能推開的門，故電流通過這扇門時(shí)每次都要巨大努力，出了一身汗，損耗自然也就不少了。

而同步整流技術(shù)有點(diǎn)類似我們通過的較高檔場所的感應(yīng)門了：它看起來是關(guān)著的，但你走到它跟前需要通過的時(shí)候，它就自己開了，根本不用你自己費(fèi)大力去推，所以自然就沒有什么損耗了。

通過上面這個(gè)類比，我們可以知道，同步整流技術(shù)就是大大減少了開關(guān)電源輸出端的整流損耗，從而提高轉(zhuǎn)換效率，降低電源本身發(fā)熱。

為什么快充技術(shù)要和同步整流結(jié)合?

通過上面的描述我們知道，同步整流主要用在低壓大電流輸出的應(yīng)用中。那么現(xiàn)在的充電器一般要到5V/1A到5V/2A，使用快充方案的一般對5V的輸出要求是2.4A以上甚至3A，如果是多口，那么電流需要更大。以單口5V/3A為例，假設(shè)使用肖特基二極管，在肖特基二極管上的壓降為0.7V/3A，那么以50%占空比計(jì)算，僅僅在肖特基上的消耗就有1.05W，占到輸出功率的7%。而如果使用同步整流結(jié)合MOSFET，假設(shè)MOSFET內(nèi)阻為50毫歐，那么只占到輸出功率的1.5%，大大提高轉(zhuǎn)換效率，降低系統(tǒng)發(fā)熱，利于通過各種測試。

隨著以后Type-C技術(shù)的出現(xiàn)，對輸出電流的要求會(huì)越來越大，那么采用同步整流技術(shù)，將是未來充電器的一個(gè)主流應(yīng)用。