非絶縁DC-DCコンバータモジュール降圧型DC-DCコンバータのダイオード整流と同期整流の違い

降圧型DC-DCコンバータのダイオード整流と同期整流の違い

メリットとデメリット

Q2（転流素子）が、

• ダイオード（ショットキーダイオードなど） → ダイオード整流
• FET → 同期整流

• 同期整流はダイオード整流より電力損失が小さくなります。
• 同期整流はQ2の駆動回路が必要になるとともに、短絡防止のため、Q1とQ2が同時ONしないようにする回路も必要になります。
• ダイオード整流ではQ1とQ2が同時にONすることはありません。
• 同期整流はダイオード整流に比べると回路が複雑になります。

a）ダイオード整流

b）同期整流

電流不連続モード（ダイオード整流のみ）

ダイオード整流の場合、出力電流が小さい時にコイルに電流が流れない期間が存在します。

• 電流不連続モードでは負荷応答性が悪くなる
• 制御関数が不連続 / 連続の境界で変わる

特に不連続 / 連続の境界で動作するモードがある場合は十分な動作確認が必要です。

損失比較（ダイオード整流 vs 同期整流）

• ダイオード整流
  ショットキーダイオードの順方向電圧VF = 0.5Vとすると、
  
• 同期整流
  たとえば、FETのドレイン・ソースオン抵抗Ron = 10mΩとすると、
  

ダイオード整流と同期整流のまとめ

• 同期整流のメリット
  • 低損失
  • 高周波動作と部品の小型化が可能
  • 負荷変動に対する応答性がよい
• ダイオード整流のメリット
  • 回路がシンプル
  • 軽負荷時の効率がよい

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