開關(guān)電源SW節(jié)點(diǎn)振蕩及電壓尖峰分析-KIA MOS管

開關(guān)電源SW節(jié)點(diǎn)振蕩

開關(guān)電源 SW節(jié)點(diǎn)

輸入回路

輸入回路很多人都是按照傳統(tǒng)的RLC串聯(lián)諧振電路來分析(如上圖)，這個模型是不太合適的，開關(guān)節(jié)點(diǎn)并不是常說的RLC串聯(lián)諧振電路而是一個帶負(fù)載的二階系統(tǒng)，

之所以有振蕩是因為上下管的開通關(guān)斷過程都有一定的時間，在這個時間內(nèi)管子是一個動態(tài)的可變電阻，也就是這個電阻和引腳的寄生電感,下管的寄生電容組成的二階系統(tǒng)引起的振蕩。

二階系統(tǒng)導(dǎo)致振蕩的原因就是阻尼比不合適，有人會說下管即將打開瞬間下管電阻很大，阻尼比豈不是很小，超調(diào)量豈不是很大，其實并不是，因為BUCK電源后面是一個LC，后面其實可以看作一個有占空比決定的動態(tài)負(fù)載，這個負(fù)載是負(fù)阻性的，其與下管的瞬態(tài)電阻共同作用來決定阻尼比的大小。

所以要避免振蕩的關(guān)鍵就是增加阻尼比，增加阻尼比并不容易，因為開關(guān)電源生產(chǎn)好后其寄生參數(shù)是固定的，所以通常我們會在SW節(jié)點(diǎn)增加RC電路來調(diào)節(jié)這個最優(yōu)阻尼比，具體怎么選擇RC也可以通過振蕩波形來算出一個大致值的值，再通過微調(diào)得到最優(yōu)值。

這里補(bǔ)充一點(diǎn)，導(dǎo)致SW節(jié)點(diǎn)振蕩的原因并不一定只是輸入回路，電源輸入引腳以外的干擾信號也會導(dǎo)致SW節(jié)點(diǎn)的振鈴產(chǎn)生，譬如輸入電容選擇的不合適，尤其是BUCK，上管導(dǎo)通瞬間其上本身就有振蕩源的存在，進(jìn)入芯片后這個振蕩源會被放大，導(dǎo)致SW節(jié)點(diǎn)處有振蕩存在。

開關(guān)電源BUCK電路SW節(jié)點(diǎn)電壓尖峰產(chǎn)生原因

如下，為典型BUCK電路等效電路圖：

開關(guān)電源 SW節(jié)點(diǎn)

在主功率開關(guān)管Q1由關(guān)態(tài)進(jìn)入開態(tài)時，Q1導(dǎo)通瞬間，正在導(dǎo)通的VD突然被加上反向電壓，在瞬間會產(chǎn)生非常大的反向恢復(fù)電流，即從SW到GND會產(chǎn)生很大的di/dt，通過計生電感L2會產(chǎn)生很高的電壓幅值（在SW節(jié)點(diǎn)）。

且，之后L1、L2與VD反向恢復(fù)時的等效電容C產(chǎn)生諧振，進(jìn)而引發(fā)更高的電壓尖峰，且伴隨著振鈴現(xiàn)象。

NOTE：本質(zhì)上是因為1.寄生L和C（儲能元件）的特點(diǎn)；2.體二極管正向續(xù)流階段突然加上反向電壓導(dǎo)致。

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