同步整流降壓轉換器電流路徑介紹

同步整流降壓轉換器是一種使用開關器件和同步整流管來實現高效能量轉換的DC-DC轉換器。了解同步整流降壓轉換器工作時的電流路徑對于優化設計和故障分析至關重要。

開關導通：當主開關（通常是高側MOSFET）導通時，輸入電壓通過開關和電感L1向負載提供能量，同時電感L1儲存能量。此時，同步整流管（通常是低側MOSFET）關閉，以避免從輸出到輸入的電流回流。

開關斷開：當主開關關閉時，電感L1試圖維持其電流流向負載，這會導致其兩端的電壓極性反轉。此時，同步整流管開啟，允許電感L1通過它和輸出電容C1釋放儲存的能量至負載。

續流階段：如果負載電流連續，同步整流管將在主開關關閉的整個期間保持導通；如果負載電流不連續，同步整流管將在電感電流下降到零之后關閉，直到下一個開關周期開始。

主開關導通階段：

電流從輸入電壓源VIN出發，經過主開關（高側MOSFET），通過電感L1，然后流向輸出端負載RLOAD和輸出電容C1。

在此過程中，電感L1中的電流逐漸增加，儲存的磁能也隨之增加。

由于同步整流管（低側MOSFET）關閉，沒有電流通過它。

主開關斷開階段：

一旦主開關關閉，電感L1的電流不能立即中斷，它必須繼續流動。因此，電感L1上的電壓極性反轉，使得其一端變為負電壓相對于另一端。

這時同步整流管導通，因為其源漏極間電壓為正（體二極管未導通），電流現在通過電感L1、同步整流管，最后到達輸出端負載RLOAD和輸出電容C1。

電感L1在此階段釋放能量，電流逐漸減小。

續流階段：

如果負載電流連續，同步整流管繼續導通，直到下一個開關周期主開關再次導通。

如果負載電流不連續，電感電流將降至零，同步整流管截止，直到下一個周期開始主開關再次導通。

在整個工作周期中，控制電路監視輸出電壓和/或電流，并通過調整主開關和同步整流管的占空比（Duty Cycle）來維持穩定的輸出電壓。同步整流降壓轉換器的主要優點是其高效率，特別是在重載條件下，因為它減少了傳統二極管整流產生的損耗。