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反激開關(guān)MOSFET源極流出電流圖文剖析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2022-04-12 

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反激開關(guān)MOSFET源極流出電流圖文剖析-KIA MOS管


反激開關(guān)MOSFET 源極流出的電流(Is)波形的轉(zhuǎn)折點的分析。

反激電源 MOS 電流

很多工程師在電源開發(fā)調(diào)試過程中,測的的波形的一些關(guān)鍵點不是很清楚,下面針對反激電源實測波形來分析一下。


問題一,一反激電源實測Ids電流時前端有一個尖峰(如下圖紅色圓圈里的尖峰圖),這個尖峰到底是什么原因引起的?怎么來消除或者改善?


反激電源 MOS 電流


大家都知道這個尖峰是開關(guān)MOS開通的時候出現(xiàn)的,根據(jù)反激回路,Ids電流環(huán)為Vbus經(jīng)變壓器原邊、然后經(jīng)過MOS再到Vbus形成回路。


本來原邊線圈電感特性,其電流不能突變,本應(yīng)呈線性上升,但由于原邊線圈匝間存在的分布電容(如下圖中的C),在開啟瞬間,使Vbus經(jīng)分存電容C到MOS有一高頻通路,所以形成一時間很短尖峰。


反激電源 MOS 電流

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經(jīng)分析,知道此尖峰電流是變壓器的原邊分布參數(shù)造成,所以要從原邊繞線層與層指尖間著手,可以加大間隙來減少耦合,也可以盡量設(shè)計成單層繞組。


例如變壓器盡量選用Ae值大的,使設(shè)計時繞組圈數(shù)變少減少了層數(shù),從而使層間電容變小。也可減少線與線之間的接觸面,達到減少分布電容的目的。如三明治繞法把原邊分開對此尖峰有改善,還能減少漏感。


當然,無論怎樣不能完全避免分布電容的存在,所以這個尖峰是不能完全消除的。并且這個尖峰高產(chǎn)生的振蕩,對EMI不利,實際工作影響倒不大。但如果太高可能會引起芯片過流檢測誤觸發(fā)。


所以電源IC內(nèi)部都會加一個200nS-500nS的LEB Time,防止誤觸發(fā),就是我們常說的消隱。


問題二,開關(guān)MOS關(guān)端時,IS電流波形上有個凹陷(如下圖紅色圈內(nèi)的電流波形的凹陷)這是怎么回事?怎么改善?


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說這個原因之前先對比下mos漏極電流Id與mos源極電流Is的波形。

實測Id波形如下

反激電源 MOS 電流


實測Is波形如下

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從上面的這兩個圖中看出,ID比IS大一點是怎么回事?其實Is 是不等于Id的,Is = Id+Igs(Igs在這里是負電流,Cgs的放電電流如下圖),那A,B 兩點波形,就容易解釋了。

反激電源 MOS 電流


Id比Is大,是由于IS疊加了一個反向電流,所以出現(xiàn)Is下降拐點。顯然要改善這個電流凹陷可以換開關(guān)MOS管型號來調(diào)節(jié)。


看了上面Id的電流波形后問題又來了,mos關(guān)斷時ID的電流為何會出現(xiàn)負電流?如下圖

反激電源 MOS 電流


MOS關(guān)斷時,漏感能量流出給Coss充到高點,即Vds反射尖峰的頂點上。到最高點后Lk相位翻轉(zhuǎn),Coss反向放電,這時電流流出,也就是Id負電流部份的產(chǎn)生。

反激電源 MOS 電流




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