以LP6451同步Buck電路介紹寄生電感對電路的影響

不知道大家在調(diào)試電路的時候，有沒有遇到這種情況，就是板子上所有的元器件參數(shù)和焊接都是正確的，可是通電以后，電路中的某些器件立馬就發(fā)生了損壞。這種現(xiàn)象很有可能跟電路中一種隱藏的東西有關(guān) --寄生電感。

顧名思義，寄生電感是指寄生在電路板的PCB走線或其他元器件上的電感。一般來說，有導(dǎo)線的地方就會有寄生電感，比如PCB上的銅線、過孔，甚連芯片內(nèi)部的bonding線上都會存在一定量的寄生電感，這些寄生電感的感量一般是從幾nH到幾十nH不等。

以LP6451同步Buck電路介紹寄生電感對電路的影響。

圖1是LP6451的典型應(yīng)用原理圖，LP6451采用COT控制架構(gòu)，支持最高18V的直流輸入，可提供最大3A的負(fù)載電流，同時LP6451還集成了輸入欠壓保護(hù)，輸出短路保護(hù)，過流保護(hù)，過溫保護(hù)等功能，具有電氣性能優(yōu)異，安全性好等優(yōu)點(diǎn)，是一款極具性價比的同步buck控制芯片。

圖1：LP6451典型應(yīng)用原理圖

寄生電感對輸入端的影響。

在LP6451方案的輸入端，會放置2顆陶瓷電容C2，C3對輸入電壓進(jìn)行濾波，起到穩(wěn)定輸入電壓的作用。

在PCB板上，從電路輸入端到電容C2和C3的兩端是通過PCB上的走線來連接的，而這些走線實(shí)際上就是存在寄生電感的，我們通過仿真軟件來看一下，在引入20nH的寄生電感L1后，電路上電時，在輸入端會發(fā)生什么樣的變化。

從圖2的仿真結(jié)果來看，當(dāng)藍(lán)色的輸入電壓由0V升高到12V的時候，電容C1上的電壓并不是升高到穩(wěn)定的12V，而是變成了振蕩的正弦波，而正弦波的峰值電壓則達(dá)到了24V，是輸入電壓12V的2倍。如果這個電壓超過了電路中的元件的最高耐壓值，就會造成這些元件的損壞。

圖2：仿真結(jié)果

這時，很多工程師可能就會提出疑問，為什么在實(shí)際的應(yīng)用過程中，并不是每次都能看到輸入電容上產(chǎn)生這種振蕩呢？這是因為PCB板上的走線，除了引入了寄生電感外，也額外引入了電阻，而這個電阻對正弦振蕩起到了阻尼衰減的作用。我們在之前的仿真電路的基礎(chǔ)上額外加入了電阻R1，可以看出隨著電阻R1阻值的增加，輸入電容上的電壓衰減速度變快，最高電壓也迅速降低。

圖3：新仿真結(jié)果

雖然在輸入端由于寄生電感產(chǎn)生的電壓振蕩可以同時被寄生電阻緩解，但我們在設(shè)計電源時，仍要時刻注意上電瞬間輸入電容上的電壓波形，以防產(chǎn)生異常的高壓，對輸入電容后面的電路元件造成損壞。

審核編輯：劉清