【生意多】-免费发布分类信息
当前位置: 首页 » 新闻 » 百科 » 正文

探讨DCDC转换器中实际电路模型和开关节点的振铃

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-23 06:08:33    浏览次数:19
导读

  在探讨DC/DC转换器的PCB板布局之前,需要了解实际的印刷电路板中存在寄生电容和寄生电感。它们的影响之大超出想象,即使电路没错,因布局而产生无法按预期工作的情况,往往是因为对它们的考虑不足。本次就“开关节点的振铃”来验证其主要原因。在设计实际的布线图形时,对寄生成分等的处理无处不在。  本章中还就以下

  在探讨DC/DC转换器的PCB板布局之前,需要了解实际的印刷电路板中存在寄生电容和寄生电感。它们的影响之大超出想象,即使电路没错,因布局而产生无法按预期工作的情况,往往是因为对它们的考虑不足。本次就“开关节点的振铃”来验证其主要原因。在设计实际的布线图形时,对寄生成分等的处理无处不在。

  本章中还就以下项目进行说明,要理解各项目需要参考前后相关项目,因此下面列出包括计划在内的项目一览。

  下图表示同步整流型降压型DC/DC转换器电路的寄生电容和寄生电感。即蓝色的C和L。在实际的电路中,存在印刷电路板的寄生电容和寄生电感,开关ON时及OFF时产生如示意图所示的高频振铃。

  印刷布线nH左右。也就是说,如果布线过长(多余布线),布线电感值将增高。此外,开关用MOSFET的上升(tr)及下降(tf)时间一般为数ns。因寄生成分而产生的电压和电流可通过以下公式计算。

  此外,由公式可知,MOSFET的tr和tf越短,电流和电压都越大。tr和tf越快速,过渡损耗越低,可提高效率,但更容易产生振铃。

  振铃的频段可按 f=1/小时 来计算。假设tr和tf为5ns,则周期可认为是10ns,频段为100MHz,一般的开关频率多为500kHz~1MHz,因此产生其100~200倍的高频。

  接下来介绍因本电路模型的寄生成分产生怎样的电流。首先是高边MOSFET导通时的示意图。寄生电容C2被充电,寄生电感L1~L5积蓄能量,当开关节点的电压等于VIN时,积蓄于L1~L5的能量与C2产生谐振,发生较大振铃。

  其次,高边MOSFET关断时,同样寄生电容C2被充电,寄生电感L1~L5积蓄能量,当开关节点的电压几乎接近GND水平时,积蓄于L1~L5的能量此次与C1产生谐振,发生较大振铃。寄生电感中积蓄的能量和谐振频率可按右下公式进行计算。

  电感L4由CBYPASS的特性决定。另外,L3和L5受PCB板布局的影响很大。本电路是开关晶体管外置型的电路示例,使用开关晶体管内置型IC时,L1、L2、C2取决于其IC,为固定值,与PCB板布局无关。

  综上所述,实际的印刷电路板中存在电路图中没有的成分,因此,比如开关节点中如果布局不当,会随着开关而产生较大振铃,可能导致无法正常工作或噪声较多等问题。现在应该明白关于PCB板布局经常提到的“布线要短”的原因了。后续将介绍具体的配置和布线方法。

 
(文/小编)
打赏
免责声明
• 
本文为小编原创作品,作者: 小编。欢迎转载,转载请注明原文出处:http://www.31duo.com/news/show-160453.html 。本文仅代表作者个人观点,本站未对其内容进行核实,请读者仅做参考,如若文中涉及有违公德、触犯法律的内容,一经发现,立即删除,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们。
 

(c)2016-2019 31DUO.COM All Rights Reserved浙ICP备19001410号-4

浙ICP备19001410号-4