8.1.2 同步控制二极管在直流斩波电路中的应用
在第1章的开头已经阐述过，功率变换的基础是电路的换路，其中，实现换路的开关器件尤为重要。图8.2a所示的SD和二极管D两者互相配合构成SDA（=切换开关，如图8.2b所示）。但是在电子装置中广泛应用的是只有几伏的低电压变换电路，SD和D的正向压降会成需要解决的问题。上述的耐低压MOS- FET具有非常小的通态电阻，因此由图8.2c所示的MOSFET组成的SDA-1可以解决上述问题。也就是SD1和SD2（两个MOSFET）交替施加栅极信号，形成切换开关。但是，从以往已有的概念来说，SD1是主开关，SD2起到代替环流二极管的作用。因此，SD2被称为同步控制二极管（同步控制MOSFET）。
图8.1 MOSFET的漏极和源极间端电压及电流特性
图8.2 适用低电压电路的MOSFET组成同步控制SDA及其应用实例
图8.2c所示电路的工作过程如图8.3所示[2]。SD1和SD2交替on、off，为了防止电源短路，在切换期间加入了死区时间tD[3]。可能总共存在4种电流，但是SD1不存在反向电压作用过程，所以体二极管BD1内没有电流iBD1。其余的3个电流iSD1、iSD2和iBD2如图8.3所示，于是根据定义的电流方向，可得iL=iSD1+iSD2+iBD2。(https://www.daowen.com)
图8.3 MOSFET组成SDA同步控制开关的动作过程波形
首先，关注第3个iBD2的波形。在每个tD时间段都存在电流流动，可知此体二极管BD2起着重要的作用。特别是当tD结束、SD1开通瞬间，可以看到在iBD2上出现反向恢复尖峰电流。在此，本来应该存在的对应的eSD2尖峰电压在图中被省略了[4]。
下面分析一下电路电压，假设E1=eSD1+eSD2=5V（e2=2.5V）并进行绘图。对应于iL=20A，通态电阻为10mΩ的正向电压降为0.2V，与之相比，eSD2=0.8V（在tD期间eSD2的值）的确很大。从效率方面考虑，同步控制二极管的优越性是显而易见的。
尽管MOSFET是接近理想的SD，但是仍会产生很小的开关延迟，所以要避免将桥路的两个MOSFET同时on、off的情况，即使很小但也有必要设置死区时间，在此期间的动作由寄生体二极管辅助完成。由此看来，二极管在SDA组成中的各处都发挥了它的机能。
目前，同步控制装置仅限于耐低压的MOSFET，在用途上也是仅限于低压的直流装置。将来，期待着开发耐高压、低通态电阻的器件，不仅是SDA-1，更有SDA-2、SDA-3、SDA-4、SDA-5也都能广泛地应用它[5]。