抑制同步降压转换器开关节点振铃的策略

"同步降压转换器的开关节点振铃控制是电源设计中的一个重要问题，尤其是在追求更高效率、更快开关速度时。随着开关速度的提升，虽然能减少损耗，但也会带来电磁干扰（EMI）的增加。在异步降压转换器中，高速开关场效应晶体管（FET）在开关节点上可能会产生显著的电压过冲和振铃现象，这主要由高侧MOSFET的开关速度和布局及FET封装中的杂散电感引起。为了限制同步FET的振铃不超过其绝对最大额定值，需要采取适当的电路和布局设计技术。本文探讨了三种方法，包括使用启动电阻、高侧栅极电阻或缓冲器来控制开关节点振铃，并提供了每种方法的数据和优点分析。" 同步降压转换器，也称为Buck转换器，是一种广泛用于电力转换的DC-DC转换器，其工作原理是通过控制开关元件的通断，将输入电压转换为可调的输出电压。在追求电源效率的现代设计中，提高开关频率可以减小开关元件的损耗，但这也带来了新的挑战。其中一个挑战就是开关节点的振铃现象，它可能导致电压过冲，增加EMI，并可能对电路的稳定性和可靠性造成影响。 振铃通常是由开关元件快速开闭产生的瞬态电流流经系统中的杂散电感引起的。这些杂散电感存在于布局布线和元件封装中，当开关关闭时，存储在电感中的能量会在电路中产生高频振荡。控制振铃的方法主要包括： 1. 启动电阻：通过在高侧MOSFET的栅极上添加一个启动电阻，可以减慢开关速度，从而降低振铃幅度。这种方法简单易行，但可能会影响转换器的效率。 2. 高侧栅极电阻：增加高侧MOSFET的栅极电阻可以减缓开关速度，抑制振铃。然而，过大的栅极电阻会导致开关损耗增大，影响转换器性能。 3. 振铃缓冲器（Snubber）：使用RC网络或者二极管-电容结构作为缓冲器，可以吸收振荡能量并减少振铃。这种方法较为有效，但可能会引入额外的功率损耗。 每种方法都有其优缺点，设计者需要根据具体应用的需求，平衡效率、EMI控制和成本等因素来选择合适的技术。数据和分析可以帮助设计者理解不同方法的实际效果，从而做出最佳决策。 同步降压转换器的开关节点振铃控制是确保高效、低噪声电源设计的关键环节。通过采用合适的电路设计策略和技术，可以有效地抑制振铃，同时保持系统的稳定性和兼容性，满足严格的电磁兼容性要求。