同步整流降壓轉(zhuǎn)換器是一種使用開關(guān)器件和同步整流管來實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換的DC-DC轉(zhuǎn)換器。了解同步整流降壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的電流路徑對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)和故障分析至關(guān)重要。

開關(guān)導(dǎo)通：當(dāng)主開關(guān)（通常是高側(cè)MOSFET）導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓通過開關(guān)和電感L1向負(fù)載提供能量，同時(shí)電感L1儲(chǔ)存能量。此時(shí)，同步整流管（通常是低側(cè)MOSFET）關(guān)閉，以避免從輸出到輸入的電流回流。

開關(guān)斷開：當(dāng)主開關(guān)關(guān)閉時(shí)，電感L1試圖維持其電流流向負(fù)載，這會(huì)導(dǎo)致其兩端的電壓極性反轉(zhuǎn)。此時(shí)，同步整流管開啟，允許電感L1通過它和輸出電容C1釋放儲(chǔ)存的能量至負(fù)載。

續(xù)流階段：如果負(fù)載電流連續(xù)，同步整流管將在主開關(guān)關(guān)閉的整個(gè)期間保持導(dǎo)通；如果負(fù)載電流不連續(xù)，同步整流管將在電感電流下降到零之后關(guān)閉，直到下一個(gè)開關(guān)周期開始。

主開關(guān)導(dǎo)通階段：

電流從輸入電壓源VIN出發(fā)，經(jīng)過主開關(guān)（高側(cè)MOSFET），通過電感L1，然后流向輸出端負(fù)載RLOAD和輸出電容C1。

在此過程中，電感L1中的電流逐漸增加，儲(chǔ)存的磁能也隨之增加。

由于同步整流管（低側(cè)MOSFET）關(guān)閉，沒有電流通過它。

主開關(guān)斷開階段：

一旦主開關(guān)關(guān)閉，電感L1的電流不能立即中斷，它必須繼續(xù)流動(dòng)。因此，電感L1上的電壓極性反轉(zhuǎn)，使得其一端變?yōu)樨?fù)電壓相對(duì)于另一端。

這時(shí)同步整流管導(dǎo)通，因?yàn)槠湓绰O間電壓為正（體二極管未導(dǎo)通），電流現(xiàn)在通過電感L1、同步整流管，最后到達(dá)輸出端負(fù)載RLOAD和輸出電容C1。

電感L1在此階段釋放能量，電流逐漸減小。

續(xù)流階段：

如果負(fù)載電流連續(xù)，同步整流管繼續(xù)導(dǎo)通，直到下一個(gè)開關(guān)周期主開關(guān)再次導(dǎo)通。

如果負(fù)載電流不連續(xù)，電感電流將降至零，同步整流管截止，直到下一個(gè)周期開始主開關(guān)再次導(dǎo)通。

在整個(gè)工作周期中，控制電路監(jiān)視輸出電壓和/或電流，并通過調(diào)整主開關(guān)和同步整流管的占空比（Duty Cycle）來維持穩(wěn)定的輸出電壓。同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的主要優(yōu)點(diǎn)是其高效率，特別是在重載條件下，因?yàn)樗鼫p少了傳統(tǒng)二極管整流產(chǎn)生的損耗。