使用额外的肖特基二极管以减少干扰

在负载点（POL）降压转换器领域，同步高端和低端有源开关已被广泛使用。

图1显示了具有理想开关的这种类型的电路。

与使用无源肖特基二极管作为低侧开关的体系结构相比，这种类型的开关调节器具有多个优点。

主要优点是更高的电压转换效率，因为与无源二极管相比，低端开关在承载电流时承载的电压降更低。

但是，与异步开关稳压器相比，同步降压转换器会产生更大的干扰。

如果同时打开图1中的两个理想开关，即使时间很短，也会发生从输入电压到地的短路。

这会损坏开关。

必须确保两个开关永远不会同时打开。

因此，出于安全原因，有必要将两个开关都保持关闭一段时间。

该时间称为开关调节器的停滞时间。

但是，载流电感器（L1）从开关节点连接到输出电压。

流过电感的电流永远不会瞬间改变。

电流会不断增加和减少，但永远不会跳跃。

因此，在停滞时间内可能会出现问题。

所有当前路径在交换节点侧均被中断。

对于图1所示的理想开关，在空载时间内，在开关节点上将产生一个负无穷大电压。

在实际的开关中，负电压会越来越大，直到两个开关之一被击穿并允许电流通过为止。

图1.使用理想开关进行降压转换的同步开关稳压器。

大多数开关稳压器使用N沟道MOSFET作为有源开关。

这些开关在上述情况下具有非常有利的特性。

MOSFET除了自身的开关功能外，还具有所谓的体二极管。

半导体的源极和漏极之间存在一个P-N结。

在图2中，插入了具有相应P-N结的MOSFET。

因此，即使在死区时间内，开关节点的电压也不会下降到负无穷大，而是会通过低端MOSFET中的PN结（红色显示）传输电流，直到死区时间结束并且低端为止MOSFET，直到它导通。

图2.用于降压转换的同步开关稳压器，使用N沟道MOSFET和附加的肖特基二极管来最大程度地减少干扰。

相应的MOSFET中的体二极管具有主要缺点。

由于反向恢复现象，其切换速度非常低。

在反向恢复时间内，电感（L1）使开关节点上的电压下降到比接地电压低几伏的电压。

开关节点上的这些陡峭的负电压峰值会引起干扰，该干扰可以电容耦合到其他电路段。

如图2所示，可以通过插入额外的肖特基二极管来最小化这种干扰。

与低端MOSFET中的体二极管不同，它不会产生反向恢复时间，并且可以在空载时间开始时迅速吸收电流。

这可以减慢开关节点上的电压降。

由于耦合效应，它可以减少产生和分配给电路的干扰。

肖特基二极管可以设计得非常紧凑，因为它在空载时间内仅在短时间内载有电流。

因此，它的温度升高不会太高，并且可以放置在小尺寸，低成本的产品外壳中。