開關電源SW節點振蕩及電壓尖峰分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-02-08
開關電源SW節點振蕩
輸入回路
輸入回路很多人都是按照傳統的RLC串聯諧振電路來分析(如上圖)，這個模型是不太合適的， 開關節點并不是常說的RLC串聯諧振電路 而是一個帶負載的二階系統，
之所以有振蕩是因為上下管的開通關斷過程都有一定的時間，在這個時間內管子是一個動態的可變電阻， 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引起的振蕩。
二階系統導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負載，這個負載是負阻性的，其與下管的瞬態電阻共同作用來決定阻尼比的大小。
所以要避免振蕩的關鍵就是增加阻尼比，增加阻尼比并不容易，因為開關電源生產好后其寄生參數是固定的，所以通常我們會在SW節點增加RC電路來調節這個最優阻尼比，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，再通過微調得到最優值。
這里補充一點，導致SW節點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致SW節點的振鈴產生，譬如輸入電容選擇的不合適，尤其是BUCK，上管導通瞬間其上本身就有振蕩源的存在，進入芯片后這個振蕩源會被放大，導致SW節點處有振蕩存在。
開關電源BUCK電路SW節點電壓尖峰產生原因
如下，為典型BUCK電路等效電路圖：
在主功率開關管Q1由關態進入開態時，Q1導通瞬間，正在導通的VD突然被加上反向電壓，在瞬間會產生非常大的反向恢復電流，即從SW到GND會產生很大的di/dt，通過計生電感L2會產生很高的電壓幅值（在SW節點）。
且，之后L1、L2與VD反向恢復時的等效電容C產生諧振，進而引發更高的電壓尖峰，且伴隨著振鈴現象。
NOTE：本質上是因為1.寄生L和C（儲能元件）的特點；2.體二極管正向續流階段突然加上反向電壓導致。
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