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反激電源高壓MOS管電流尖峰怎么產(chǎn)生的?如何減小電流尖峰?

發(fā)布時(shí)間:2018-11-07 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】對(duì)于電源工程師來講,我們很多時(shí)候都在波形,看輸入波形,MOS開關(guān)波形,電流波形,輸出二極管波形,芯片波形,MOS管的GS波形,我們拿開關(guān)GS波形為例來聊一下GS的波形。
 
做電源的都測(cè)試過流過高壓MOS的電流波形,總會(huì)發(fā)現(xiàn)電流線性上升之前會(huì)冒出一個(gè)尖峰電流,并且有個(gè)時(shí)候甚至比正常的峰值電流還要高??雌饋砗懿凰?。那這尖峰怎么來的,如何減小它呢?
 
反激電源高壓MOS管電流尖峰怎么產(chǎn)生的?如何減小電流尖峰?

一、此電流尖峰對(duì)電源的害處
 
1、就是由于這個(gè)尖峰的存在,開關(guān)電源芯片為了防止誤觸發(fā)加入了前沿消隱,如果太高還是有可能誤觸發(fā)。
 
2、這個(gè)尖峰(di/dt很大)對(duì)開關(guān)電源EMI影響不小。
 
3、這個(gè)尖峰電流會(huì)增大MOS開關(guān)管開通時(shí)的交越損耗,降低效率
 
二、電流尖峰的來源
 
1、MOS管開啟時(shí)驅(qū)動(dòng)電流由G流到S到地這條路徑是有電流的(驅(qū)動(dòng)電路上有驅(qū)動(dòng)電阻限制驅(qū)動(dòng)電流的這個(gè)電流不大);
 
2、另外一條通路從MOS下來的,從表面上看這條通路連接電感,電感上的這個(gè)電流實(shí)際上就是主電流是從0緩慢(相對(duì)于尖峰電流)上升的,但別忘了還有一個(gè)隱藏的通路就是變壓器原邊繞組是有寄生電容的(層間電容和匝間電容),這個(gè)寄生電容里面存儲(chǔ)的電量瞬間由MOS到地放出,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大尖峰電流。
 
3、還有一個(gè)就是從副邊耦合過來的電流,我們都知道副邊整流二極管從導(dǎo)通(正偏)到反偏的這個(gè)過程中二極管有一個(gè)反向恢復(fù)電流。這個(gè)反向恢復(fù)電流是通過二極管和變壓器副邊繞組的,它會(huì)通過耦合折射到原邊繞組上的(注意:在DCM下沒有反向恢復(fù)電流)。
 
反激電源高壓MOS管電流尖峰怎么產(chǎn)生的?如何減小電流尖峰?

三、減小電流尖峰對(duì)策
 
1想辦法減小變壓器原邊繞組分布電流
 
① 變壓器使用三明治繞法使原邊繞組分開
 
② 減小原邊繞組的匝數(shù)(比如可以用Ae值比較大的磁芯(PQ等)可以減少變壓器匝數(shù))
 
③ 盡量繞成單層繞組
 
2、減少副邊反向恢復(fù)電流
 
① 如果是功率很小的開關(guān)電源把變壓器設(shè)計(jì)在DCM模式下運(yùn)行(DCM無反向電流)。
 
② 使用準(zhǔn)諧振芯片(準(zhǔn)諧振也是在DCM)
 
③ 使用反向恢復(fù)特性好的二極管,比如肖特基,當(dāng)然還有碳化硅二極管,注意碳化硅二極管成本非常高。
 
 
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