В статье
упоминалась микросхема "синхронный понижающий преобразователь- входное 36 В, ток 3,5 А, 500 кГц CN3903".
Я решил разобраться, какое преимущество этой топологии перед обычными преобразователями. Простыми словами и без формул.
Типовая схема простого понижающего DC-DC преобразователя с диодом выглядит так:
В схеме DC-DC преобразователя присутствует выпрямительный диод D, через который на выход передаётся энергия, накопительная в дросселе. В момент открытого состояния ключевого транзистора SW протекает ток в нагрузку через дроссель , который в этот промежуток времени накапливает энергию. В момент закрытого состояния транзистора, нагрузка получает накопленную энергию с дросселя через выпрямительный диод.
Длительностью открытого состояния транзистора SW можно регулировать энергию накопления на дросселе и тем самым эту накопленную энергию можно передать в нагрузку, регулируя выходное напряжение преобразователя.
В схеме с синхронным преобразователем принцип похож, но диод заменён на транзистор MOSFET в ключевом режиме.
Он выполняет ту же роль, что и диод в обычном преобразователе, но управляется внешней схемой управления и в нужные моменты времени для передачи энергии дросселя замыкается, а в накоплении — размыкается.
Плюсы синхронного преобразователя в том, что в схеме нет диода, а на нём в открытом состоянии присутствует падение напряжения 0,6 Вольт обычного и 0,15 Вольт диода Шоттки. При значительных токах повышается мощность, выделяемая на диодах и снижается КПД схемы с увеличением тепловыделения.
Ключи на основе MOSFET в открытом состоянии имеет высокую пропускную способность ввиду очень малого сопротивления, в отличие от диодов (от нескольких, до десятков миллиОм). Это значительно повышает КПД схемы, снижается температура и немного уменьшаются общие габариты схемы (ввиду отсутствия диода).
Плюсы:
Эффективность при малых выходных напряжениях и относительно небольших токах.
Возможность размещения всей схемы в одном чипе-габариты.
Работа на высокой частоте-компактность дросселя.
Наличие встроенных узлов защиты.
Минусы:
При больших выходных напряжениях на обычных преобразователях 0.15 Вольт падения на диоде Шоттки снижает важность значения .
Также при больших выходных токах у MOSFET ВАХ мало отличается от обычных резисторов ( нарастает линейно),
Синхронный преобразователь хорош при низких значениях выходных напряжений преобразователя. С ростом напряжения преобразователя преимущества Mosfet снижаются. Общее КПД синхронного преобразователя варьируется в районе 90%. Если сравнивать синхронный с обычным преобразователями, синхронные предпочтительны с малыми выходными напряжениями, менее 5 Вольт.
При просмотр в интернете тестов микросхем синхронных преобразователей замечено:
*Указанные в паспортных данных параметров нагрузки по току, как минимум лучше делить на 2 для надёжной работы в схемах.
Эта статья - результат изучения темы из интернета.
Я не претендую на 100%-ю верность изложенного, если я в чём то ошибаюсь, рад выслушать мнения.
Спасибо!