LC阻尼振蕩莫不是有什么問題？

前兩期說了RCD電路，不可避免提到開關的尖峰。由此我想到了我們最常用的電路，Buck電路。

Buck振蕩波形

Buck電路電感前面的SW波形，想必大家都測量過，總的來說，無非下面兩種：

不論是連續(xù)模式，還是斷續(xù)模式，都會有上升尖峰或者是下降尖峰，無非是大小的問題。

如果我們拉開來看，尖峰可以看出來是一個振蕩波形，頻率很高。

或者更明顯的，斷續(xù)模式中，在電感電流降低為0時就開始振蕩，幅度不小，并且頻率也不高。

對于新手來說，可能在心里打鼓：這個振蕩莫不是有什么問題？

上面這些振蕩，或是尖峰，要理解為什么長成這樣？有沒有問題？如何抑制？如果要詳細了解來龍去脈，其實并不是很容易。

這些波形，本質上就是LC阻尼振蕩，這一節(jié)我們先搞明白LC阻尼振蕩的各種情況。

LC阻尼振蕩

上面說的這些波形，產生的機理就是，在開關斷開之前，電感或電容被充電。而在開關斷開之后，電感或電容的能量需要釋放，因此會找到電路中的寄生電容或是寄生電感，再結合電路中的等效電阻，組成了LC阻尼振蕩。

Buck具體是如何構成LRC回路的，因為涉及到很多寄生參數，這個也不容易搞清楚，后面專門細說。

這節(jié)的主題就是LC阻尼振蕩。

我們就以最簡單的LRC串聯電路來舉例

這個電路其實在大學課程《電路分析》應該有學過（好像《信號與系統(tǒng)》這門課也有），就是一個二階電路。

這個電路的波形分為四種情況，分別是：

最近get一個新技能，試著使用了一下LTspice仿真，感覺還不錯，比Matlab方便吧。當然，也只能說明兩個軟件側重點不一樣吧，Matlab是數學工具，如果能用Matlab搞出下面的結果，理解肯定會更加的深入，但是難度更高吧。

下面來看下我做的LTspice仿真：

初始條件：L=10nH C=10nF 初始電感電流I=1A，電容電壓為0V。

根據公式2(L/C)^0.5求得臨界阻尼電阻R=2Ω。

下面我們只改變電阻R，讓R=4Ω，2Ω，1Ω，0.1Ω，0Ω，分別來看看波形：

從上圖我們可以得到振蕩頻率：

我們對比R=0.1和R=0的波形，可以看到，振蕩的周期（兩個波峰的時間差）是一樣的，都是62.8ns左右，其實這就等于LC電路的諧振頻率。

知道這個頻率有什么用呢？

我們可以根據這個得到電路中總的電感或是電容多大。

實際應用中，我們通?？梢杂?a href="http://ttokpm.com/v/tag/577/" target="_blank">示波器量出振蕩尖峰的頻率，然后我們可以人為并上一個電容，這時尖峰頻率肯定會發(fā)生變化，我們再用示波器測出來。

根據前后的頻率，增加的電容容量，我們就可以算出寄生電容和電感是多大。

以下是某文檔講解的snuber電路（BUCK電路中常用于去尖峰）

現在應該這種方法的基本原理了吧。

本節(jié)內容到這里就結束了，主要是理論的，后面會使用LTspice仿真，研究下開篇說的幾個振蕩波形，感謝大家閱讀。

責任編輯：lq6