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电阻的用法 一、RC-SNUBBER电路 Snubber电路中文为吸收电路。公司的板子上,其最常应用场合如下图所示。 VCC5 R398.2K1%+CE33+CE34C135C1361C37 1220uF10V220uF10V22uF25V22uF25V0.1uF16V C401000PF50V 4 DQ14 1GFDD8880 R440Ω5%SMAX:11A UGATE_UEOCP:13AVCC1_8DDR 3L41.7uH,13A,DCR6.36mΩ 12 4 DQ15R46 FDD88962.2Ω5%+CE35+CE361C45C1461C47 LGATE_UE1GR4810uF16V S 1C48470uF4V470uF4V22uF25V0.1uF16V R49X_10K1% 31000PF50V2.21K1% C49 1 X_0.01uF25V C52112PF50V UD_COMP R5033K5%C5410.01uF50V R51 1.78K1% 为了便于说明问题,将上图简化。 实际的没有snubber的电路中各点的波形如下图所示。 从上图的波形即客观现象表明在PHASE点会出现电压尖峰。这种尖峰会对L-MOS造成威 胁,根据电源组同事的观察,有些板子的L-MOS经常烧坏或寿命大幅缩短,就是PHASE 点电压尖峰造成的。实际测量没有SNUBBER的PHASE点波形如图所示(上图红圈内的 波形放大)。 造成电压尖峰及其危害的原因是什么呢?为了更严谨更准确说明电路的工作情况设想模型 如下。 上图分别是电路中寄生电感和MOS管极间等效电容的示意图。简化之后如下图。 + 寄生电感 v 储能大电感 PHASE I MOS管的等效电容 负载 滤波电容 线路上的等效电阻 - 上图虚线框内的是PHASE后的线路,由于有储能大电感的存在,瞬时变化的电流I不能通 过进入虚线框内。所以对瞬时(高频)电压电流而言,其路径只能是通过L-MOS。为了验 证这种设想的真实性,本文建立仿真模型进行验证。 2 VL1 2n 1 V1=0V1V V2=5 TD=30ns I TR= TF=500p PW= PER= 0R1 0.1 0V 0 电压源是一个上升沿模仿H-MOS导通的动作。电容模仿L-MOS的等效电容大概有 500pF。0V 0V0V 电感模仿电路上的寄生电感。电阻模仿线路上的等效电阻。仿真波形如下。红色为PHASE 点电压,黄色为PHASE点电流,绿色为输入电压。 和实际没有snubber电路的PHASE点波形比较。可以发现两者在波形特征是很相似的。所 以可以基本认为,设想的模型是能说明问题的。 分析产生电压尖峰的原因。将上图放大。得下图。红色为PHASE点电压,黄色为PHASE 点电流,绿色为输入电压。 时间段1(30ns~A):H-MOS管导通,5V电压输入。寄生电感中的电流以正弦波的 形式增大。同时这个增大的电流给L-MOS的等效电容充电,使得PHASE点的电压上升。 时间段2(A~B):当PHASE点电压达到5V时,则寄生电感两端的电压开始反向。 但寄生电感中的电流不能瞬变,而是以正弦波的形式减小。这时这个减小的电流也在给L- MOS的等效电容充电,使得PHASE点的电压继续上升。 时间段3(B~C):当寄生电感中的电流减小到0时,L-MOS的等效电容刚好充电到 最多的电荷形成PHASE点的电压极大值。此时PHASE点的电压大于输入电压,则电容开 始放电PHASE点电压开始减小,电感的电流反向开始增大。 时间段4(C~D):当PHASE点电压减小到5V时,电感两端的电压有反向了,电流 (标量)开始减小,电容中的点放完,但由于电感中的电流还存在,电容被反向充电。 PHASE点电压继续下降。 综上所述,电压尖峰是由于寄生电感不能瞬变的电流给L-MOS等效电容充电造成的。 而振荡是由于电感和电容的谐振造成的。实际电路中多余的能量大部分是由L-MOS的内 阻消耗的。这部分多余的能量等于PHASE点电压为5V时,电流在电感中对应的电磁能。 由于等效电容很小,所以多余能量(电荷)能够在电容两端造成较大的电压。所以减小电 压尖峰的方法是减小流入等效电容的电荷数量。对于振荡则可以选择阻尼电阻一方面减少 振荡次数,一方面减小L-MOS的消耗能量。 因此设计出了snubber电路。如图所示。 + v寄生电感I PHASE MOS管的等效电容 Snubber电阻 线路上的等效电阻 -Snubber电容 RC-snubber电路从两个方面去解决电压尖峰的问题。1、对PHASE点电压等于输入电 压时的电感电流分流,这样使得流入L-MOS等效电容的电流大大减小。而sn

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