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反激电源高压MOS管电流尖峰怎么产生的?如何减小电流尖峰?

发布时间:2018-11-07 责任编辑:lina

【导读】对于电源工程师来讲,我们很多时候都在波形,看输入波形,MOS开关波形,电流波形,输出二极管波形,芯片波形,MOS管的GS波形,我们拿开关GS波形为例来聊一下GS的波形。
 
做电源的都测试过流过高压MOS的电流波形,总会发现电流线性上升之前会冒出一个尖峰电流,并且有个时候甚至比正常的峰值电流还要高。看起来很不爽。那这尖峰怎么来的,如何减小它呢?
 
反激电源高压MOS管电流尖峰怎么产生的?如何减小电流尖峰?

一、此电流尖峰对电源的害处
 
1、就是由于这个尖峰的存在,开关电源芯片为了防止误触发加入了前沿消隐,如果太高还是有可能误触发。
 
2、这个尖峰(di/dt很大)对开关电源EMI影响不小。
 
3、这个尖峰电流会增大MOS开关管开通时的交越损耗,降低效率
 
二、电流尖峰的来源
 
1、MOS管开启时驱动电流由G流到S到地这条路径是有电流的(驱动电路上有驱动电阻限制驱动电流的这个电流不大);
 
2、另外一条通路从MOS下来的,从表面上看这条通路连接电感,电感上的这个电流实际上就是主电流是从0缓慢(相对于尖峰电流)上升的,但别忘了还有一个隐藏的通路就是变压器原边绕组是有寄生电容的(层间电容和匝间电容),这个寄生电容里面存储的电量瞬间由MOS到地放出,会产生一个较大尖峰电流。
 
3、还有一个就是从副边耦合过来的电流,我们都知道副边整流二极管从导通(正偏)到反偏的这个过程中二极管有一个反向恢复电流。这个反向恢复电流是通过二极管和变压器副边绕组的,它会通过耦合折射到原边绕组上的(注意:在DCM下没有反向恢复电流)。
 
反激电源高压MOS管电流尖峰怎么产生的?如何减小电流尖峰?

三、减小电流尖峰对策
 
1想办法减小变压器原边绕组分布电流
 
① 变压器使用三明治绕法使原边绕组分开
 
② 减小原边绕组的匝数(比如可以用Ae值比较大的磁芯(PQ等)可以减少变压器匝数)
 
③ 尽量绕成单层绕组
 
2、减少副边反向恢复电流
 
① 如果是功率很小的开关电源把变压器设计在DCM模式下运行(DCM无反向电流)。
 
② 使用准谐振芯片(准谐振也是在DCM)
 
③ 使用反向恢复特性好的二极管,比如肖特基,当然还有碳化硅二极管,注意碳化硅二极管成本非常高。
 
 
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