【经验】解析同步整流那些事——误开篇

时间： 2023-06-22 来源：东科半导体公众号

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随着能源的日益紧张，国家高度重视严格能效约束，推动了各行各业的节能降碳。另外，随着电源的能效标准（DoE Level VI和CoC Tier2）的颁布，电源的效率提高也是放到了各位工程师的面前，面对效率要求的不断提高以及棘手的温升问题，同步整流应运而生，轻松化解上述难题。本文中东科技术团队将与大家分享关于同步整流那些事。

同步整流的定义（Synchronous Rectifier ）

同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。

同步整流的开通和关断机理（Synchronous Rectifier）

市面上的大部分同步整流的控制原理是基于V_DS电压波形来判断是否开启以及什么时候关断，如下为同步整流的电压和电流V_DS和I_SD。

开通机理：当原边功率管关断后，副边SR的体二极管先导通，V_DS达到V_TH(ON)后开通SR FET沟道。

关断机理：SR FET开通后V_DS的电压为I_SD*R_DS(ON)，当I_SD*R_DS(ON)达到V_TH(OFF)时，SR FET关断。

然而在实际应用中，由于各种使用条件的不同，比如输出短路，开关机，输出负载切换等条件下，同步整流还需要其他技术来规避常见的误开和误关。

下图为竞品测试发现，在输出负载切换时，本该衰减振荡的波形，由于外部注入能量出现其振荡波形电压达到V_TH(ON)而打开了同步整流，此时初级功率管也打开的话就会造成初次级共通，后果严重。

东科同步整流H/V系列DK Synchronous Rectifier H/V

东科同步整流H/V系列是其最新研发的同步整流系列，其集成控制、功率管、供电线路于一体，实现双引脚封装，减小寄生电感，节省PCB空间，大幅提高功率密度。H/V系列具有各类封装SOP8/SM7/SM10/TO-220F/PDFN5*6/TO-252，内部集成高可靠性MOSFET R_DS(ON)从30mΩ到5mΩ，BV_DSS从40V到150V，应对不同应用场合。

H/V系列基于伏秒平衡来判定，以下为防误开机理：

具体机理如下：芯片实时检测V_SW电压，在V_SW电压高于V_OUT电压时，进行积分计算，即上图中的S1，保持到下个采样周期，跟下个大于V_OUT的信号进行积分对比，即上图中S2面积；当谐振达到V_TH(ON), 但是S2小于S1，同步不会开通，从而完美规避此类误开通。

关于东科

东科半导体（安徽）股份有限公司成立于2011年，是国内为数不多的集研发、设计、生产、销售为一体的集成电路科技创新型企业，是国家级专精特新小巨人企业。公司设立有4个研发中心（深圳、无锡、马鞍山、青岛），一个封测基地。公司采用市场少有的“Fabless+封测”的经营模式，在具备自主芯片设计能力的同时，拥有自主封测能力。这两大重要环节的技术相互嵌合，整体提高了东科芯片的品质性能及供给能力，从而成为下游品牌厂商稳定的本土供应链。

东科多年坚持自主研发，正向设计，先后开发出AC/DC、同步整流、第三代半导体氮化镓芯片等，被广泛应用于电源管理芯片市场。同步整流芯片其独特的两引脚封装技术为全球首创，迅速在行业内积累了独家竞争优势，市占率全国领先。氮化镓电源管理芯片产品性能指标等同或部分超出国际同类产品。融合高性能和低能耗等特性，每年的产品出货量超过6亿颗，为全球用户提供完美电源解决方案。