转向同步整流可以提供脱机电源转换器的效率增益

作者：Diodes 公司产品营销经理吴其昆

您注意到有些东西搭配使用，会产生多么理想的效果吗？我要谈的不是火腿和鸡蛋或盐和胡椒，这些真的只是互补。不，我要谈的是为了真正发挥功效，需要搭配使用的东西，例如凸轮轴与推杆。

把两件东西放在一起，产生一个全新的物品，但仍取决于其组成部分，在自然界相当罕见，然而对于我们这些聪明的工匠来说，这正是我们真正擅长的。在电子业中，这么做非常盛行，更重要的是，在这个领域中，科技可以为我们提供在一致的基础上不断改进的方式。

以电力为例，一般而言总是愈多愈好。我们每获得一项电器产品，就建立了对更多原始电力的需求，因此更有效率地使用电力变得愈来愈重要。这表示在每一个层级，我们都需要更有效率的发电、配电和转换电力的方式。从早期的能源开始，高压交流电一直被视为是有效率的发电和配电方式，当主要产品应用是马达和灯泡时，交流电是很不错的。随着晶体管和集成电路的发明，在局部层级，直流电变得更为重要。

除非我们依据个别情况，开发出可以产生所有所需电力的方式，否则我们仍将继续倚赖高电压交流配电，将电力以管道输送到办公室和家庭。在管道末端会发生转换，从千瓦的交流电降压成毫瓦的直流电。其中的步骤存在效率不彰的问题，电子业正采取措施，以减轻效率低下问题。

这让我们回到了同步性。我们消耗能量的方式，愈来愈多是透过脱机转换，亦即将高压交流电源变成低压直流电源。近期它出现的形式是将电池充电，以供电给便携设备。近期出现的转换拓扑之一，是在二次侧使用一个与一次侧的功率晶体管同步动作的晶体管。次级晶体管取代了效率较差的二极管，也使得此种拓扑结构被命名为：同步整流或 SR。

用行径像二极管的晶体管取代二极管，看起来似乎很没有效率，尤其是通常我们并不认为模仿是一个无损过程。然而在 SR 的情况下，这样做却能提供显著的优点，因为它让关联控制器在可变负载条件下能发挥更大的管理能力。效率的增益百分比取决于 SR 的实作方式，表示我们必须选择正确的解决方案。

以 Diodes 公司生产的次级侧 SR 控制器 APR346 为例。这是一个二次侧 MOSFET 驱动器，支持各种转换器模式，包括连续传导模式、不连续传导模式及准谐振返驰模式，这些模式在脱机转换架构中都很常见。这个装置会感测一次侧 MOSFET 两端的汲极源极电压，并提供正确的闸极驱动器给二次侧 MOSFET。这样一来，它可以在提供 5V 到 20V 直流输出电压的电路中产生更大的效率。这就涵盖了大量的现代产品应用，包括在消费者电子产品中愈来愈重要的 USB 供电 (PD)。

加入像 APR346 这样多用途和能力充足的 SR 控制器，可以在任何脱机转换器中提供秘密源极；由于它省去了使用替代控制器时需要的大量外部组件，还可以降低 BOM 成本，同时改善产品的总效率。这就是我们都很重视的同步性。