詳解反激電源MOS管D-S電壓波形產(chǎn)生原因-KIA MOS管

反激電源MOS 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；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),

反激電源 MOS管諧振

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;

反激電源 MOS管諧振

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;

反激電源 MOS管諧振

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)。

反激電源 MOS管諧振

提問圖片中,有2次諧振,

反激電源 MOS管諧振

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

反激電源 MOS管諧振

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。

反激電源 MOS管諧振

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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