BUCK變換器中的電壓尖峰問(wèn)題

BUCK 變換器在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間 , 由于線路上存在感抗 , 會(huì)在主功率管和二極管上產(chǎn)生電 壓尖峰 , 使之承受較大的電壓應(yīng)力和電流沖擊 ,從而導(dǎo)致器件熱損壞及電擊穿。因此 , 為避免此現(xiàn)象 , 有必要對(duì)電壓尖峰的原因進(jìn)行分析研究, 找出有效的解決辦法。

　　主功率管關(guān)斷期間的電壓尖峰圖 1 為 BUCK 變 換 器的 主電 路 原理 圖。主功率管 VQ 采用的是功率 MOSFET 。在實(shí)際電 路連線中 ， 電路的輸入 端至 VQ 源極之間 的連接導(dǎo) 線上存在 一定的雜 散電感 L1。VQ 導(dǎo)通期間 ， 輸入電流 I 流過(guò) L1， 產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓 UL1， 極性為左 正右負(fù)。 VQ 關(guān)斷瞬間， I 將迅速減小至零 ， 導(dǎo)致產(chǎn)生很大的 di / dt ， L 1 上產(chǎn)生很高的 U L1， 極性變?yōu)樽筘?fù)右正 ， 加在 VQ 的漏 源極上 ， 致使 VQ 管的 Uds產(chǎn)生較高的電壓尖峰。 U ds= U in+ L 1di / dt （ 1） 該電壓尖峰 對(duì) VQ 危害極 大， 它 會(huì)使 VQ 的關(guān)斷損耗增加 ， 整機(jī)效率降低 ， 甚至因過(guò)壓而 損壞 ， 因此必須消除。如圖 2 所示 ， 給 VQ 加一緩沖網(wǎng)絡(luò)即并聯(lián)一電容 C3， 對(duì)提高整機(jī)效率有一定的效果。這樣在 VQ 關(guān)斷瞬間 ， L1 通過(guò) C3 續(xù)流 ， 給 C3 充電 ， 形成一個(gè)電流通路。由于電容電壓不能突變的性質(zhì) ， 因此消除了 L1 引起的電壓尖峰。 C3 由多個(gè)高頻、 無(wú) 極性、無(wú)感小電容并聯(lián)而成。同時(shí)在電路布局走線上要注意合理安排 ， 盡量縮短引線。