同期整流とは何ですか

同期整流方式は、DC/DCコンバータにおいて、電流の還流（逆流）を防ぐために用いられる還流ダイオード（ショットキーバリアダイオード: SBD）の代わりに、MOSFETを同期して使用する方式です。

DC/DCコンバータの性能、特に効率を大きく左右する要素の一つに、ドライバ構成の種類と配置があります。
DC/DCコンバータの効率向上に不可欠な技術である同期整流方式や他の方式との違いを解説します。

非同期整流方式

Pch FETとSBD（ショットキーバリアダイオード）を組み合わせます。
SBDの順方向電圧降下による損失があるため効率は劣りますが、DC/DCコンバータ内部の制御回路がシンプルにできるメリットがあります。
SBDが外付けとなるので、同期整流方式と比べて部品点数が増えます。

同期整流方式

還流ダイオードのSBDの代わりにMOSFETを同期して使用する方式です。
ダイオードのVF損失がないため、高出力電流時や低出力電圧時でも高い効率を実現できます。
降圧DC/DCコンバータの場合、High Side側のドライバFETにPch FETを使用、Low Side側のドライバFETにNch FETを使用します。

ブートストラップ方式

同期整流方式で、High Side側とLow Side側の両方のドライバにNch FETを使用する方式です。
High Side側にNch FETを使用するため、同期整流方式と比べドライバサイズを小さくできるメリットがあります。
これにより、同サイズでより低オン抵抗を実現できたり、同等の性能であればより小型化・低コスト化が可能になります。

ただし、High Side側にNch FETのゲートを駆動するために、VIN電圧以上の電圧が必要になるため ブートストラップ容量が必要となります。