典型应用
我们使用两个典型的升压应用来说明同步和非同步整流之间的差异。第一个是低输入电压应用，其可工作在低占空比下，也即输出电压接近输入电压时。这种系统的输入例子是USB端口，或者一块2节或者3节串联电池组成的锂离子(Li-Ion)电池组。DC/DC电源升高电压，对2节锂离子电池或者一台平板电脑的电池进行充电。另一个应用增高系统电源轨的电压至高输出电压，其可工作在更高的占空比下，这时输出电压远高于输入电压。输入例子为12V电源轨。功率放大器、工业计算机或者高能量密度的能量存储，均需要高输出电压。
为了说明同步整流的好处，我们使用真实电路对每个应用进行测试，以比较效率和功耗。TI的TPS43060/61同步升压控制器，用于展示这些同步设计。这些电流模式升压控制器集成了控制与门驱动电路，用于低侧和高侧MOSFET.TI的TPS40210电流模式、低侧开关升压控制器用于非同步设计。
基础操作
图1显示了步进(升压)拓扑的典型结构图。这种拓扑由低侧功率MOSFET(Q1)、功率电感(L1)和输出电容器(C1)组成。就同步拓扑而言，高侧MOSFET(Q2)用于整流开关。
图1 同步与非同步升压电路
在非同步升压拓扑中，使用了一个功率二极管(D1)。图2显示了开关和电感的电压和电流的等效波形。在Q1“导通”期间，电感电流斜线上升，并且VOUT从VIN断开。在此期间，输出电容器必须为负载供电。在“断开”期间，电感电流斜线下降，并通过整流开关对输出电容器充电。整流器的峰值电流等于开关的峰值电流。
整流开关的选择
非同步控制器使用一个外部功率二极管作为整流开关。选择功率二极管时需考虑的三个主要方面是：反向电压、正向电流和正向压降。反向电压应高于输出电压，包括开关节点振铃余量。正向额定电流应至少等于电感器的峰值电流。正向电压应较小，以提高效率和降低功耗。平均二极管电流等于平均输出电流。所选二极管封装必须能够处理功耗。
同步控制器控制整流开关的另一个MOSFET.如果使用N通道MOSFET,则必须产生高于输出电压的电压，以用于门驱动器。利用一个自举电路来产生这种电压。图1包括了一个标准自举电路的典型结构图，其由自举电容器(CBOOT)和自举二极管(DBOOT)组成。在Q1“导通”期间，自举电容器被充电至某个稳定电压(VCC)，其通常由一个控制器内部的低压降稳压器来调节。当Q1关闭时，电容器到接地的电压为VOUT+VCC,并且要求电压可用于开启高侧开关。控制电路也必须更加复杂，以确保整流开关导通之前有足够的延迟，从而避免两个开关同时开启。如果出现这种情况，输出电压通过两个开关短路至接地，引起可损坏开关的强电流。
整流开关的功耗
为了比较两个不同整流器的效率，我们应计算出功耗。在非同步拓扑中，可使用方程式1估算出整流功率
二极管的功耗：
使用一个同步整流器时，共有两个主要功耗源：传导功耗和空时损耗。当低侧开关关闭时，在高侧开关导通以前存在一定的时间延迟(tDELAY)。在这种延迟期间，高侧开关的体二极管(V S D)导电。一般而言，这被称作空时(停滞时间)。当高侧开关开启时，同样存在MOSFET的RD S(O N)带来的传导损耗。方程式2计算占空比(D)，而方程式3估算损耗(PQ2)：
