近期,發(fā)起了兩次問(wèn)題投票活動(dòng),同學(xué)們踴躍參加,這里首先感謝下各位的積極配合。我們先來(lái)看下投票的情況,再來(lái)分析問(wèn)題。
問(wèn)題1投票情況
問(wèn)題1:如下圖所示,Buck電路的SW節(jié)點(diǎn)振鈴是由LC諧振產(chǎn)生,問(wèn)這里提到的“L”主要貢獻(xiàn)者是誰(shuí)?
53%的同學(xué)選擇了B:寄生電感Lp(含PCB和器件的分布電感);
27%的同學(xué)選擇了C:功率電感L+寄生電感Lp,兩者都是;
9.2%的同學(xué)選擇了A:功率電感L;
剩下的同學(xué)吃瓜。
可以看出選B和C的同學(xué),加起來(lái)占80%。B和C都有寄生電感Lp,說(shuō)明80%的同學(xué)認(rèn)為L(zhǎng)p有參與,糾結(jié)點(diǎn)就在于功率電感L到底有沒(méi)有參與。相對(duì)應(yīng),有不到10%的同學(xué)認(rèn)為只有L做貢獻(xiàn),沒(méi)有Lp。
問(wèn)題1的答案和解析
那答案到底是什么呢?答案應(yīng)該是B。
分析這個(gè)問(wèn)題,尤其要關(guān)注振鈴出現(xiàn)的位置、時(shí)刻和所在回路。因?yàn)樵贐uck電源中出現(xiàn)振鈴的位置有多種可能,如果處理不好,在驅(qū)動(dòng)回路和功率回路都可以出現(xiàn)振鈴。
通過(guò)波形分析,問(wèn)題1中的振鈴是功率回路,而且是發(fā)生CCM模式下,在下管關(guān)斷,上管導(dǎo)通這段時(shí)間內(nèi),更精準(zhǔn)的說(shuō)法是下管關(guān)斷,上管剛剛導(dǎo)通這個(gè)狀態(tài)切換的瞬時(shí)時(shí)段,通常只有幾ns。
出現(xiàn)振鈴時(shí),發(fā)生了LC諧振,是肯定的,必然有電感的參與。而問(wèn)題1的重點(diǎn)就在于誰(shuí)是主要貢獻(xiàn)者。通過(guò)波形來(lái)看,振鈴的振蕩頻率很高,通常在100~400MHz,上圖示例在151MHz左右。在這幾個(gè)ns時(shí)間內(nèi),上下開(kāi)關(guān)管可以完成切換動(dòng)作,電壓可以完成從低到高的變化;但電感電流不能突變,功率電感L中的電流根本來(lái)不及變化。所以,V=Ldi/dt中的L,我們可以認(rèn)為功率電感L沒(méi)有參與。
那么,這里振鈴的主要貢獻(xiàn)者是誰(shuí)呢?寄生電感Lp。如上圖,帶寄生參數(shù)的Buck電路模型,我們可以看到PCB走線(xiàn)有寄生電感LPB1、LPB2,LPB3、LPB,器件也存在寄生電感,這些綜合起來(lái)組成了回路中的寄生電感Lp。
那LC諧振中的C呢,又是誰(shuí)?如果是同步Buck,C就是MOS管的Coss;如果是異步Buck,C就是續(xù)流二極管的結(jié)電容。
如此,在本電路模型中,由寄生電感Lp和Coss共同形成了LC諧振,產(chǎn)生了SW節(jié)點(diǎn)上的高頻振鈴。所以,問(wèn)題1的答案就是B。
這里重點(diǎn)說(shuō)明下該振鈴的影響。此處振鈴頻率很高,會(huì)引入EMI問(wèn)題,同時(shí)會(huì)給MOS管一定的電氣應(yīng)力,需要注意。
《Buck電源的SW振鈴危害、產(chǎn)生原因、如何抑制及仿真驗(yàn)證》
問(wèn)題2的投票情況
43.4%的同學(xué)選擇了B:寄生電感Lp(含PCB和器件的分布電感);
31.6%的同學(xué)選擇了C:功率電感L+寄生電感Lp,兩者都是;
15.5%的同學(xué)選擇了A:功率電感L;
剩下的同學(xué)吃瓜。
從投票比例上看,可以看出選B和C的同學(xué),加起來(lái)占75%,占了3/4。而選擇A的同學(xué)僅有15.5%。這個(gè)結(jié)果有些出乎意料。
問(wèn)題2的答案和解析
先說(shuō)下答案,Buck電源DCM模式下,SW節(jié)點(diǎn)發(fā)生LC諧振產(chǎn)生振鈴,此時(shí)SW振鈴的電感主要貢獻(xiàn)者是功率電感L,問(wèn)題2的答案應(yīng)該是A。
題目中提到幾個(gè)關(guān)鍵詞DCM、LC諧振、振鈴、主要。我想這4個(gè)關(guān)鍵詞拿掉任何一個(gè),問(wèn)題可能就會(huì)被挑戰(zhàn)。比如“主要”,如果把這個(gè)詞拿掉,題目答案可能就變成了C,但無(wú)論如何,答案都不會(huì)是投票占比43.4%的B。
審核編輯:黃飛
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原文標(biāo)題:CCM和DCM模式下SW節(jié)點(diǎn)振鈴的原因解析
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