快充技术对同步整流的需求

为什么要应用同步整流技术

电子技术的发展，使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗，但也给电源设计提出了新的难题。

开关电源的损耗主要由3部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管(SBD)，也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。

举例说明，笔记本电脑普遍采用3.3V甚至1.8V或1.5V的供电电压，所消耗的电流可达20A。此时超快恢复二极管的整流损耗已接近甚至超过电源输出功率的50%。即使采用肖特基二极管，整流管上的损耗也会达到18%～40%，占电源总损耗的60%以上。因此，传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率及小体积的需要，成为制约AC/DC变换器提高效率的瓶颈。

同步整流比之于传统的肖特基整流技术可以这样理解：

这两种整流管都可以看成一扇电流通过的门，电流只有通过了这扇门才能供负载使用。

传统的整流技术类似于一扇必须要通过有人大力推才能推开的门，故电流通过这扇门时每次都要巨大努力，出了一身汗，损耗自然也就不少了。

而同步整流技术有点类似我们通过的较高档场所的感应门了：它看起来是关着的，但你走到它跟前需要通过的时候，它就自己开了，根本不用你自己费大力去推，所以自然就没有什么损耗了。

通过上面这个类比，我们可以知道，同步整流技术就是大大减少了开关电源输出端的整流损耗，从而提高转换效率，降低电源本身发热。

为什么快充技术要和同步整流结合?

通过上面的描述我们知道，同步整流主要用在低压大电流输出的应用中。那么现在的充电器一般要到5V/1A到5V/2A，使用快充方案的一般对5V的输出要求是2.4A以上甚至3A，如果是多口，那么电流需要更大。以单口5V/3A为例，假设使用肖特基二极管，在肖特基二极管上的压降为0.7V/3A，那么以50%占空比计算，仅仅在肖特基上的消耗就有1.05W，占到输出功率的7%。而如果使用同步整流结合MOSFET，假设MOSFET内阻为50毫欧，那么只占到输出功率的1.5%，大大提高转换效率，降低系统发热，利于通过各种测试。

随着以后Type-C技术的出现，对输出电流的要求会越来越大，那么采用同步整流技术，将是未来充电器的一个主流应用。