前沿消隱(LEB)技術在開關電源電路中是一種非常重要的的電路,對于電流型的芯片大部分都會有前沿消隱電路,這一電路在反激中非常的常見,主要作用是保證電源芯片的穩定性,避免出現誤判導致整個電源系統崩潰,下面以反激電路為列來講解為什么需要前沿消隱。
上面的反激電路圖是一個電流型的控制芯片,電流型的芯片是通過電壓環與電流環以前來控制MOS管的。芯片里面控制MOS關斷是通過誤差放電器的輸出與CS腳電壓經過比較器來比較而實現MOS管關斷的,也就是當Rcs上面電壓超過了誤差放電器輸出電壓的時候,MOS管關斷,這是芯片控制的基本邏輯。那Rcs上面的電壓是反映了變壓器里面電流的大小。如果是一個理想的變壓器的,根據U=L*dI/dt 變壓器里面的電流是線性增長的。當變壓器里面的電流上升到一定值后去關斷MOS管, 但是變壓器是用導線繞在磁芯上面的,如果下圖所示,一般我們變壓器的原邊的線圈比較多,而且會繞制多層,繞線與繞線之間是有匝間電容的,同時層與層之間也是有寄生電容這就導致了實際的變壓器里面是有寄生電容C,而變壓器的耦合是不能達到100%的耦合,所以同時也有漏感Lr。實際就是有寄生電容,同時有漏感,主電感,那就可以畫出實際的變壓器的電路模型來。
把實際的模型放到了電路中如下圖,當MOS管關斷的時候,寄生電容的兩端電壓是想等的,電容沒有電,一旦MOS管導通,寄生電容一端接輸入電壓,另一端是接到地的,這時變壓器的原邊繞組上面的電流是為0A,電感的電流是不能突變的。而電容的電壓是不能突變,但是電路是可以突變,這個時候電容是快速的充電,應為剛開機的時候電容上面的電壓是為0V,那么所以的電壓都是加在MOS管的內阻上面,這就是管子開通時就會有一個非常高的電流,這個電流有可能超過我們實際的電感上面的峰值電流,根據前面我們的電流采樣電流知道,如果電流超過了誤差放電器的輸出電壓,我們的電流檢測腳就會給出管斷MOS管的信號,而實際電感上面的電流是非常的小,這就會導致電源的整個系統出現問題,為了解決這一個問題。通過測試發現這一個尖峰時間是非常短的,一般是在200nS以內,為了把這一個尖峰消除,可以去加一個RC電路來消除這一個尖峰,就是下圖中的R1與C1,那這一RC怎么去選取了,其實就是根據我們寄生電容導致的尖峰的頻率的來取RC的截止頻率,一般RC的截止頻率的 3倍小于等于尖峰頻率。RC的截止頻率是1/(2πRC) 尖峰的頻率一般是1/T 根據公式可以大概推出有簡單的計算方式就是2RC≥200nS 如果R取1K C的取值>100pF
以前的芯片只能通過RC來消除,而隨技術的發展,芯片公司在芯片里面把這一個尖峰做了處理。就是當驅動剛為高電平的時候,電流采樣電路是不去檢測電流,等過一段時間后才去檢測電流,這樣芯片里面就把剛開機的時候因為寄生電容導致的限流電阻上面的高電壓給屏蔽了。這樣的一個技術就是前沿消隱(LEB),這段時間就是前沿消隱時間,一般是200-300nS。有了前沿消隱的芯片可以不去加RC濾波電路。
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原文標題:【原創干貨】前沿消隱
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