异步电路与同步电路的区别，异步和同步拓扑的优点和缺点

什么是异步和同步电路？

异步电路

如果高MOSFET与低MOSFET同步，我们可以在一些应用中发现它们被称为直接开关管，即高端和低侧MOSFET。

同步电路

同步是一种新技术，它使用MOSFET（一种具有非常低导通电阻的特殊功率元件）来代替整流二极管，然后降低整流器损耗。它可以大大提高DC/DC转换器的效率，并且没有由肖特基势垒引起的阈值电压。功率MOSFET是一种电压控制器件，在导通状态下具有线性电压电流特性。当功率MOSFET用作整流器时，栅极电压必须与整流电压的相位同步才能实现整流功能，因此称为同步整流器。

异步电路与同步电路的区别

上部和下部晶体管都使用场效应晶体管的电路是同步的，并且只有一个上部晶体管（开关管）的电路是异步的。例如，看这两个降压电路，如下图所示：初级功率电平的功率开关是我们常见的如图2所示，下部反激二极管变成开关，称为异步场效应晶体管（FET），如图3所示。

也就是说，图2显示了一个异步电路，图3显示了一个同步电路。

再比如：

外围有一个控制器，上面有两个上下MOS晶体管，上部晶体管可以用作功率晶体管，下部晶体管可以用作同步FET，因此我们可以说它是一个同步Buck电路。

异步和同步拓扑的优点和缺点

异步拓扑的优点和缺点

当输出电流变化时，二极管的压降非常恒定。

当反激二极管处于正向导通条件且输出电流变化时，二极管的正向压降是恒定的。锗管的压降为0.2-0.3 V，硅管的压降为0.7 V。

效率低

考虑到二极管的压降是恒定的，当流过二极管的电流非常大时，尽管非常低的输出电压可以得到令人印象深刻的高值乘以电流。此时，二极管的小压降会导致相当大的功率耗散，这使得电路的效率在高电流下下降。

它更便宜

每个人都知道，在相同条件下（在同一类型的衬底上），二极管必须比MOSFET便宜。如果一个是普通的MOSFET，另一个是碳化硅衬底二极管，或者一个是低压MOSFET，另一个是高压二极管，那么二极管不一定比MOSFET便宜。

可以使用高输出电压

它更适合高输入电压，因为如果输出电压比较高，那么在正向导通模式下二极管的压降比例会很小，对效率的影响也会降低。此外，由于其电路结构相对简单，不需要额外的控制电路，生产过程将相对简单。

同步拓扑的优点和缺点

MOSFET 的压降相对较低

MOSFET有一个非常重要的参数，导通电阻Rds导通，大多非常小，在毫欧级，所以MOSFET导通后的压降非常低。

高效率

在相同条件下，MOSFET的压降远小于正向导通模式下的普通肖特基二极管，因此在恒流条件下，MOSFET的功率损耗远小于二极管。因此，使用MOSFET比使用二极管更有效。

需要额外的控制电路

MOSFET需要增加一个额外的驱动电路来同步上下MOSFET，而非同步二极管自然整流，不需要额外的控制电路。因此，与异步电路相比，同步电路将更加复杂。

成本更高

一般来说，MOSFET的价格高于二极管，而MOSFET需要驱动电路或驱动IC，因此同步电路的制造成本比非同步电路贵，工艺也更复杂。

在同步和异步类型之间进行选择

效率

在了解了两者的优点和缺点之后，我们如何做出选择？好吧，如果你想提高效率，并且不介意更高的成本，那么同步类型是你最好的选择。就像我已经说过的，mosfet可以给你效率，因为它的损耗低，但它确实更昂贵和昂贵。

成本

异步电路使用飞轮二极管，飞轮二极管比MOSFET便宜，并且不需要额外的控制电路，因此在元件材料成本和生产成本方面要便宜得多。因此，如果效率不是您的优先事项，异步类型对您来说也是一个不错的选择。

可靠性

要考虑的另一件事是可靠性。异步类型肯定比同步类型更可靠，因为MOSFET不可能是理想的开关，无论如何，它都有导通/关断时间。因此，如果上、下三极管的死区时间控制不好，会造成上部晶体管的关断时间与下部晶体管的导通时间重叠，产生直通电流，并会烧毁MOSFET。