¿Existe una topología Buck semisincrónica que combine las ventajas y desventajas de ambas?

La rectificación síncrona puede estar motivada por varios factores, sin embargo, es difícil vencer a un diodo Schottky en términos de pérdidas. Despreciando la ondulación de CA (modo de conducción continuo profundo), la pérdida de conducción de un diodo es$P_d\approx V_f*I_{d,avg}$mientras que para un MOSFET, será$P_Q=I_{D,rms}^2*r_{DS(on)}$. La caída del diodo disminuye con la temperatura, mientras que la resistencia de encendido del MOSFET aumenta con la temperatura. Sin embargo, la rectificación síncrona a menudo ayuda a deshacerse de un disipador de calor de diodo, ya que los MOSFET en paralelo en paquetes SMD reducen la resistencia total y la disipación de energía.

Para un convertidor reductor operado por CCM, el MOSFET del lado superior "ve" la corriente del inductor durante$DT_{sw}$mientras que el diodo "ve" la corriente del inductor durante$(1-D)*T_{sw}$. Por lo tanto, para relaciones de trabajo bajas (salida de 12 a 3,3 V, por ejemplo), el interruptor del lado superior conduce mucho menos que el diodo (considerando CCM) y podría ser interesante adoptar la rectificación síncrona (sync rect). Si ahora convierte una fuente de 6 V a 5 V, puede ver que el tiempo de conducción del diodo será mucho menor que el MOSFET y es menos interesante adoptar la sincronización rect. El rectificador de sincronización autodirigido es popular en los convertidores directos de abrazadera activa donde el inductor siempre opera en CCM, incluso en condiciones sin carga. Esto evita pulsos estrechos que colapsan el auxiliar$V_{cc}$de lo contrario, mantiene la misma función de transferencia dinámica (pequeña señal) ya que el modo de conducción no cambia.

Finalmente, hay una gran cantidad de controladores synct rect dedicados. Todos observan el voltaje a través del MOSFET accionado y verifican cuándo el diodo del cuerpo conduce o deja de conducir. Los vendedores semi compiten en trucos para evitar disparos falsos e intentan reducir la sensibilidad del controlador a las inductancias parásitas (en el paquete mismo y también en la PCB), lo cual es un problema real en los convertidores de alta potencia. Debería poder encontrar más información en las notas de aplicación de semiproveedores.

Respuesta parcial - más tarde tal vez:

He visto MOSFET paralelo y diodo Schottky utilizados en cargadores asiáticos baratos de 12v_in a laptop (por ejemplo, 19V).

Las desventajas son en gran medida el costo adicional.

Una gran ventaja es que el tiempo de encendido/apagado del MOSFET se vuelve menos crítico ya que el diodo maneja la corriente si el FET se enciende tarde o se apaga antes de tiempo. Como el diodo maneja la corriente solo en los bordes de conmutación (si es que lo hace), puede clasificarse a una corriente media mucho más baja.

También he visto convertidores como los anteriores con el FET y el diodo permitidos en la PCB pero solo el diodo equipado.

Poner en paralelo el MOSFET con un Schottky no elimina la posibilidad de disparos, aunque permite usar un MOSFET más pequeño, lo que podría ayudar con la eficiencia de un suministro que tiene que ser muy eficiente con una carga ligera y menos con un carga pesada (o bajo voltaje de entrada). El controlador de compuerta MOSFET puede usar una cantidad significativa de energía, especialmente para un MOSFET de bajo Rds (encendido) más grande operado a alta frecuencia.

En cuanto a su pregunta de edición, mantener el aislamiento mientras conduce la puerta MOSFET del rectificador síncrono con precisión será significativamente más difícil y costoso que simplemente integrar un MOSFET y el circuito de accionamiento en un chip SMPS. El circuito de ejemplo tiene dos salidas aisladas y una salida no aislada (la síncrona).