上一篇文章中介紹了同步整流降壓轉換器的開關節點產生的開關損耗。本文將探討開關節產生的死區時間損耗。

死區時間損耗

死區時間損耗是指在死區時間中因低邊開關（MOSFET）體二極管的正向電壓和負載電流而產生的損耗。在這里使用Pdead_time這個符號來表示。

同步整流方式是高邊開關和低邊開關交替ON/OFF。理想的開關狀態是兩邊的開關不會同時ON或同時OFF。然而在實際運行過程中這種理想狀態是很難的，而且，為了安全運行還特意設置了兩邊開關同時OFF的期間。將這個期間稱為“死區時間”。這里提到“為了安全運行”是因為如果兩邊的開關同時ON的話，通常會有被稱為“直通電流”、“Shoot Through”、“Flow-through Current”等的電流通過高邊開關和低邊開關從VIN流向GND。很容易想象，這與VIN和GND短路的狀態幾乎相同，大電流流過，開關MOSFET可能損壞。為了避免這種情況，會在同步整流式DC/DC轉換器IC中配置一種控制電路，使兩邊的開關不同時導通（ON），即兩邊先關斷（OFF）之后相應的開關導通。

下面再回到死區時間的話題。在死區時間內，兩邊的開關是OFF的，所以無論從哪邊開關到輸出端應該都不會有電流流過。然而，實際的開關是MOSFET，MOSFET中有被稱為“體二極管”的寄生二極管。下圖中連接在MOSFET漏源極之間的二極管就是體二極管。

兩邊的開關為OFF狀態時，低邊MOSFET的體二極管相對于負載電流是正向的，電流通過這個體二極管流向負載。該損耗＝Pdead_time可利用下列公式計算出來。

從公式中可以看出，無論哪項越小損耗都會越少。IC的死區時間控制是設置為確保安全、損耗最小的時間。

下一篇文章將介紹IC的控制電路損耗。

審核編輯：湯梓紅