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反激電源高壓MOS管電流尖峰怎么產生的?如何減小電流尖峰?

發布時間:2018-11-07 責任編輯:lina

【導讀】對于電源工程師來講,我們很多時候都在波形,看輸入波形,MOS開關波形,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GS波形為例來聊一下GS的波形。
 
做電源的都測試過流過高壓MOS的電流波形,總會發現電流線性上升之前會冒出一個尖峰電流,并且有個時候甚至比正常的峰值電流還要高。看起來很不爽。那這尖峰怎么來的,如何減小它呢?
 
反激電源高壓MOS管電流尖峰怎么產生的?如何減小電流尖峰?

一、此電流尖峰對電源的害處
 
1、就是由于這個尖峰的存在,開關電源芯片為了防止誤觸發加入了前沿消隱,如果太高還是有可能誤觸發。
 
2、這個尖峰(di/dt很大)對開關電源EMI影響不小。
 
3、這個尖峰電流會增大MOS開關管開通時的交越損耗,降低效率
 
二、電流尖峰的來源
 
1、MOS管開啟時驅動電流由G流到S到地這條路徑是有電流的(驅動電路上有驅動電阻限制驅動電流的這個電流不大);
 
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,電感上的這個電流實際上就是主電流是從0緩慢(相對于尖峰電流)上升的,但別忘了還有一個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),這個寄生電容里面存儲的電量瞬間由MOS到地放出,會產生一個較大尖峰電流。
 
3、還有一個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通(正偏)到反偏的這個過程中二極管有一個反向恢復電流。這個反向恢復電流是通過二極管和變壓器副邊繞組的,它會通過耦合折射到原邊繞組上的(注意:在DCM下沒有反向恢復電流)。
 
反激電源高壓MOS管電流尖峰怎么產生的?如何減小電流尖峰?

三、減小電流尖峰對策
 
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(比如可以用Ae值比較大的磁芯(PQ等)可以減少變壓器匝數)
 
③ 盡量繞成單層繞組
 
2、減少副邊反向恢復電流
 
① 如果是功率很小的開關電源把變壓器設計在DCM模式下運行(DCM無反向電流)。
 
② 使用準諧振芯片(準諧振也是在DCM)
 
③ 使用反向恢復特性好的二極管,比如肖特基,當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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