Aujourd'hui, nous allons aborder deux concepts très importants dans les alimentations à découpage : le redressement synchrone et le redressement asynchrone. L'alimentation à découpage repose sur le stockage de l'énergie de charge inductive lorsque le tube de puissance est ouvert, et l'énergie inductive est libérée lorsque le tube de puissance est déconnecté pour réaliser la transformation de la tension. Après la déconnexion du tube de puissance, l'inductance libère de l'énergie pour former une boucle de courant, qui est différente dans la sélection des composants de courant, elle impliquera différentes méthodes de rectification, à savoir la rectification synchrone et la rectification asynchrone. Quelle est donc la différence entre ces deux méthodes ?

 

Asynchrone BUCK

Il n'y a qu'un seul tube MOS (tube de puissance), et l'élément de courant continu est une diode, qui appartient au processus de rectification naturel et ne nécessite pas de circuit de contrôle spécial pour se synchroniser, c'est pourquoi on l'appelle rectification asynchrone.

Circuit redresseur asynchrone

Synchrone BUCK

Utilisez des MOS de puissance dédiés ayant une très faible résistance à l'enclenchement pour remplacer les diodes de redressement afin de réduire les pertes du redresseur. Le MOS de puissance appartient au dispositif de contrôle de la tension, et ses caractéristiques volt-ampère sont linéaires lorsqu'il est activé. Lorsque le MOS de puissance est utilisé comme redresseur, la tension de grille doit être synchronisée avec la phase de la tension à redresser, c'est ce qu'on appelle le redressement synchrone.

Circuit redresseur synchrone

Avantages et inconvénients de l'asynchronisme :

  • Grande stabilité

En cas de variation du courant de sortie, la chute de tension de la diode Schottky est assez constante, et il n'y aura pas de circuit redresseur synchrone dans les tubes supérieur et inférieur en même temps, de sorte que sa stabilité est supérieure à celle du circuit redresseur synchrone.

  • Faible efficacité

Lorsque le courant traversant la diode Schottky est important, la tension générée par le courant continu sur la diode est relativement élevée, lorsque la tension de sortie est très faible, la chute de tension de la diode représente une grande proportion, elle consomme une puissance relativement importante, de sorte que le rendement est faible lorsque le courant est élevé et la tension de sortie faible.

 

Les avantages et les inconvénients de la synchronisation :

  • C'est efficace

Dans les paramètres MOS, un paramètre très important est la résistance à l'enclenchement du tube MOS. En général, la résistance interne du tube MOS est très faible, généralement de l'ordre du milliohm, de sorte que la chute de pression du tube MOS après la mise en marche est relativement faible.

Dans les mêmes conditions, la chute de tension du tube MOS général est beaucoup plus faible que la chute de tension positive de la diode Schottky ordinaire, de sorte que la puissance de perte du tube MOS est beaucoup plus faible que celle de la diode dans les mêmes conditions de courant, de sorte que l'efficacité du tube MOS sera plus élevée que celle de la diode.

  • Manque de stabilité

Le tube MOS a besoin d'un circuit de commande, le redresseur synchrone doit ajouter un circuit de commande supplémentaire pour le tube MOS, afin que les deux tubes MOS supérieur et inférieur puissent être synchronisés, tandis que la diode asynchrone est naturellement redressée, il n'est pas nécessaire d'ajouter un circuit de commande supplémentaire, de sorte que pour l'asynchrone, le circuit synchrone sera plus compliqué. Plus le circuit de conception est complexe, moins la stabilité est fiable.

Options synchrones et asynchrones

Le choix d'un système synchrone ou asynchrone dépend principalement de l'efficacité, du coût, de la fiabilité et de la zone d'implantation du circuit imprimé. Pour une tension de sortie plus élevée, un cycle de travail plus élevé, la consommation d'énergie de la diode Schottky et du redresseur synchrone dans le système asynchrone est moindre, et la différence de rendement de conversion entre le redresseur synchrone et le redresseur asynchrone n'est pas évidente ; et pour une tension de sortie faible, un cycle de travail faible, des applications à grand courant, le rendement de conversion du redressement synchrone est relativement élevé. En résumé, si le rendement requis est relativement élevé et que les exigences en matière de coût et de fiabilité ne sont pas trop importantes, vous pouvez choisir le programme de redressement synchrone ; si les exigences en matière de rendement ne sont pas très élevées, le redressement asynchrone est préférable, et sa fiabilité est meilleure.

Voici notre puce DC-DC step-down :

 

Schéma de circuit typique d'une boucle asynchrone (SSP9480 comme exemple)

Le SSP9480 est un régulateur de commutation abaisseur avec un tube MOSFET de puissance intégré. La réponse en boucle est rapide et la stabilité de la boucle est améliorée grâce au contrôle en mode courant.

Une large gamme de tensions d'entrée (4,5V à 80V) fournit une sortie à haut rendement avec un courant continu de 1,2A, permettant une variété d'applications de conversion d'énergie abaisseur dans la condition d'entrée environnementale mobile. Le courant statique d'arrêt de 0,1μA convient aux applications alimentées par batterie.

Schéma de circuit typique d'une boucle synchrone (H9108 comme exemple) 

 

Le H9108 est un convertisseur à découpage à haute fréquence, synchrone, redressé, avec des MOSFETs de puissance internes. Il offre une solution très compacte capable de fournir un courant de sortie continu allant jusqu'à 2A avec une excellente régulation de la charge et de la ligne dans la plage d'entrée opérationnelle :4V à 18V.