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  • MOS管RC缓冲电路参数计算介绍
    • 发布时间:2022-11-05 17:22:03
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    MOS管RC缓冲电路参数计算介绍
    在带变压器的开关电源拓扑中,开关管关断时,电压和电流的重叠引起的损耗是开关电源损耗的主要部分,同时,由于电路中存在杂散电感和杂散电容,在功率开关管关断时,电路中也会出现过电压并且产生振荡。
    如果尖峰电压过高,就会损坏开关管。同时,振荡的存在也会使输出纹波增大。为了降低关断损耗和尖峰电压,需要在开关管两端并联缓冲电路以改善电路的性能。
    缓冲电路的主要作用有:一是减少导通或关断损耗;二是降低电压或电流尖峰;三是降低dV/dt或dI/dt。由于MOSFET管的电流下降速度很快,所以它的关断损耗很小。
    虽然MOSFET管依然使用关断缓冲电路,但它的作用不是减少关断损耗,而是降低变压器漏感尖峰电压。
    RC缓冲电路
    为了降低开关节点产生的尖峰电压,可考虑增加RC缓冲电路。在下面的示例中,整流二极管关断(高边开关导通)时,RC缓冲电路可将二极管的接合部、寄生电感、寄生电容、PCB版图的电感中积蓄的电荷放电,并通过电阻转换为热,从而降低尖峰电压。
    RC缓冲电路
    RC的值一般以R=2Ω、C=470pF左右为出发点,通过实际确认来找出最佳值。
    需要注意的是,增加缓冲电路会导致开关转换变慢,效率下降,所以需要探讨噪声水平和效率之间的平衡点。
    另外,前提是电阻将噪声电压转换为热,所以需要注意电阻的容许损耗。电阻的损耗可通过以下公式计算出来。
    损耗=C×VIN2×fSW
    缓冲电路不仅可用于低边侧,在高边侧也经常使用。
    RC缓冲电路相关参数计算
    1.测试原始振铃信号
    先把RC都不接,测一下过冲电压的谐振频率
    MOS管 RC缓冲电路 参数
    测的是35M
    MOS管 RC缓冲电路 参数
    2.计算电容值
    把R用0Ω电阻短接掉,焊接一个100pf的电容上去(这个电容必须是C0G材质),然后不断增加电容的值,直到谐振频率降低为原来的0.5倍左右,这时候寄生的电容是你加的电容的1/3;
    如下图是加了330pf后,频率刚好为17.5M,寄生电容大概为110pf,那么我们这时候就可以算C的值,C的值大概取4倍寄生电容的值就可以,所以可以选440pf附近的;
    当然这个电容值不一定按四倍来选,可以按3~9倍来选,电容越大损耗越高,吸收效果越好。
    3.计算寄生电感
    由于f=1/2pispr(L*C),上面已经得到寄生电感为110pf,f为35M
    可得L为0.118uf
    4.计算特征阻抗
    由于z=sqr(L/C)
    可得:
    MOS管 RC缓冲电路 参数
    z为41
    5.得出电阻值
    我们RC的电阻就可以选41Ω附近的电阻,比41Ω稍微大一点即可。
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