解析反激電源MOS管振鈴現(xiàn)象-KIA MOS管

反激電源MOS管振鈴現(xiàn)象

有技術(shù)人員拋出這么一個(gè)問題：反激電源MOS管D-S之間電壓波形產(chǎn)生的原因？

這是一個(gè)典型的問題，本質(zhì)原因就是功率級(jí)寄生電容、電感引起的諧振，然而幾天后我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)我并沒有充分理解問題，這位朋友所要了解的問題其實(shí)應(yīng)細(xì)化為：為什么會(huì)有兩次諧振，諧振產(chǎn)生的模型是怎樣的？

如下為反激式電源實(shí)現(xiàn)方案，該方案采用初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓（PSR）技術(shù)，

Q1導(dǎo)通時(shí)，變壓器初級(jí)電感存儲(chǔ)能量，輸出續(xù)流二極管Dfly反向偏置，Cout輸出能量給負(fù)載；

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

開關(guān)電源產(chǎn)生振鈴的主要原因在于非理想器件存在功率級(jí)寄生電容、電感。

所謂諧振，即：在MOS管開通、關(guān)斷切換的過程中，寄生電感將能量傳遞給寄生電容進(jìn)行充電，充電結(jié)束后寄生電容又釋放電能給寄生電感儲(chǔ)能，如此循環(huán)往復(fù)。

下面圖片中，有2次諧振，

第一次諧振

該諧振產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)在MOS管關(guān)斷的瞬間，等效諧振電路如下：

Loop：初次級(jí)間的漏電感、初級(jí)勵(lì)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(guān)電源DCM模式特有的一個(gè)振鈴現(xiàn)象，

此處你必須要了解開關(guān)電源電感如下兩種模式：

CCM：連續(xù)導(dǎo)通模式，次級(jí)端反射電流在MOS通斷，變壓器線圈換相期間不會(huì)到達(dá)0；

DCM：斷續(xù)導(dǎo)通模式，次級(jí)端反射電流在MOS通斷，變壓器線圈換相期間到達(dá)0。

在DCM模式下，當(dāng)MOS管關(guān)斷，且在次級(jí)反射電流消耗為0之前，次級(jí)線圈輸出相位的電壓高于實(shí)際輸出電壓；

當(dāng)反射電流消耗為0，即次級(jí)線圈電流消耗為0時(shí)，實(shí)際輸出電壓由輸出電容提供，此時(shí)次級(jí)輸出相位的電壓等于0，在次級(jí)輸出相位電壓由高于輸出電壓到等于0的變化過程中，會(huì)出現(xiàn)電壓的衰減振蕩，而該衰減振蕩會(huì)耦合到初級(jí)線圈并加載在MOS與線圈連接的開關(guān)節(jié)點(diǎn)處。

由于該諧振給MOS管的寄生電容充電，若MOS在此時(shí)導(dǎo)通，則可能碰到寄生電容電位被充到較高的時(shí)刻，此時(shí)寄生電容所充電的能量若被直接導(dǎo)到GND會(huì)造成MOS管的導(dǎo)通損耗，針對(duì)該問題，誕生出了準(zhǔn)諧振技術(shù)，即：DCM模式下，初級(jí)側(cè)MOS在開關(guān)節(jié)點(diǎn)諧振電壓擺幅的谷底附近導(dǎo)通。

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