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釋疑:反激電源MOS管兩次振鈴現象——工程師原創應用筆記
發布時間:2021-05-28 閱讀量:1717 來源:必威官方网站手机網 作者:雕塑者

本周在技術交流群中有群友拋出這麽(me) 一個(ge) 問題:反激電源MOSD-S之間電壓波形產(chan) 生的原因?


這是一個(ge) 典型的問題,本質原因就是功率級寄生電容、電感引起的諧振,然而幾天後我發現,當時我並沒有充分理解問題,這位朋友所要了解的問題其實應細化為(wei) :為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有兩(liang) 次諧振,諧振產(chan) 生的模型是怎樣的?


如下為(wei) 反激式電源實現方案,該方案采用初級側(ce) 穩壓(PSR)技術,


微信圖片_20210528091118.png


Q1導通時,變壓器初級電感存儲(chu) 能量,輸出續流二極管Dfly反向偏置,Cout輸出能量給負載;


微信圖片_20210528091123.png


Q1關(guan) 斷時,變壓器初級線圈釋放能量,輸出續流二極管正向偏置,向輸出端提供電能;


微信圖片_20210528091127.png


開關(guan) 電源產(chan) 生振鈴的主要原因在於(yu) 非理想器件存在功率級寄生電容、電感。所謂諧振,即:在MOS管開通、關(guan) 斷切換的過程中,寄生電感將能量傳(chuan) 遞給寄生電容進行充電,充電結束後寄生電容又釋放電能給寄生電感儲(chu) 能,如此循環往複。


微信圖片_20210528091130.png


群友發出的圖片中,有2次諧振,


微信圖片_20210528091136.png


第一次諧振


微信圖片_20210528091139.png


該諧振產(chan) 生的時間點在MOS管關(guan) 斷的瞬間,等效諧振電路如下:


Loop:初次級間的漏電感、初級勵磁電感、功率MOSFET封裝電感之和


Coss:MOS管寄生電容、線路寄生電容


第二次諧振


這是開關(guan) 電源DCM模式特有的一個(ge) 振鈴現象,


此處你必須要了解開關(guan) 電源電感如下兩(liang) 種模式:


CCM:連續導通模式,次級端反射電流在MOS通斷,變壓器線圈換相期間不會(hui) 到達0;


DCM:斷續導通模式,次級端反射電流在MOS通斷,變壓器線圈換相期間到達0。


在DCM模式下,當MOS管關(guan) 斷,且在次級反射電流消耗為(wei) 0之前,次級線圈輸出相位的電壓高於(yu) 實際輸出電壓;當反射電流消耗為(wei) 0,即次級線圈電流消耗為(wei) 0時,實際輸出電壓由輸出電容提供,此時次級輸出相位的電壓等於(yu) 0,在次級輸出相位電壓由高於(yu) 輸出電壓到等於(yu) 0的變化過程中,會(hui) 出現電壓的衰減振蕩,而該衰減振蕩會(hui) 耦合到初級線圈並加載在MOS與(yu) 線圈連接的開關(guan) 節點處。


微信圖片_20210528091143.png


由於(yu) 該諧振給MOS管的寄生電容充電,若MOS在此時導通,則可能碰到寄生電容電位被充到較高的時刻,此時寄生電容所充電的能量若被直接導到GND會(hui) 造成MOS管的導通損耗,針對該問題,誕生出了準諧振技術,即:DCM模式下,初級側(ce) MOS在開關(guan) 節點諧振電壓擺幅的穀底附近導通。


作者介紹:雕塑者(筆名),一名樂(le) 於(yu) 開源文化的工程師,個(ge) 人公眾(zhong) 號【硬件大熊】。後續原創技術應用筆記還將在必威官方网站手机網上線,敬請期待!


來源:必威官方网站手机網


版權聲明:本文為(wei) 博主原創,未經本人允許,禁止轉載

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