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如何避免BUCK电路中的反向恢复电流尖峰-KIA 98858vip威尼斯

信息来源:本站 日期:2022-08-04 

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如何避免BUCK电路中的反向恢复电流尖峰-KIA 98858vip威尼斯


当Buck电路中出现二极管时,就很有可能出现反向恢复中电流尖峰异常的问题。本篇文章将通过实例与电路图的配合,对反向恢复电流尖峰出现问题的原因进行分析。希望能够为大家提供新的设计思路。


首先,先从连续通导的buck电路图开始进行。


BUCK电路 反向恢复 电流尖峰


在图1中,plot1为PWM波形,plot1至plot3是电感电流在CCM模式下的波形。后面我们将对其中的各个电路提出相应的问题,并进行解答。


BUCK电路 反向恢复 电流尖峰


可能有的朋友会对图2产生怀疑,因为这似乎并不是人们所熟悉的二极管续流等效电路。实际上MOSFET断开产生续流通路,PN结电荷发生变化,如将其看成一个等效电容,则为上负下正的一个部件。


最终电感电流释放到谷点,谷点末期(0-至0+时刻)电容替代电感为负载提供能量,此时电感还以电磁能方式保存有能量(因为电感如果再放电,电容的电压显然要高过电感,变成电容还要给电感充能了。


但那种现象是不可能的;因为Vin来了。如果Vin没来,而电感能量继续下降到0,不再输出能量,此时因为二极管和开关的分布电容引起震荡,但对于CCM来说震荡时间不存在)这个瞬间过于太短暂,马上转到下一阶段(图3)。


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98858vip威尼斯开通时电感中不存在电流?仅有电流短路而不存在分布电感如何产生反向尖峰?


因为98858vip威尼斯闭合瞬间(又一个0-到0+的瞬间),因为二极管因正向导通,等效结电容上方聚集满载流子,当外电场Vin接入时,因电荷异性相吸导致PN结电容变回中性,紧接着二极管PN结等效结电容电荷变成上正下负(下面多载流子)。


二极管除去正向因导通而注入的电荷,然后反向充电至阻断状态,这个时间就是trr反向恢复时间,在二极管恢复之前,它呈现短路行为。


因为短路Vd负向电流很大,相当于脉冲,如图5红色部分所示。

BUCK电路 反向恢复 电流尖峰


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“短路”的最终结果

有的朋友可能看不懂图4中的电路,下面就对这种电路进行一下讲解。


因为“短路”的最终结果,Vcc的电压跟二极管结电容电压相等,对电感电容进行充电,那么电容、电感、二极管结电容跟Vcc结电容处吸取能量,类似于LC串联谐振时候。


二极管结电容跟Vin除了要供应负载的电流能量,还要供应电感电容充电的能量。二极管结电容所示的能量如图5蓝色部分。


肖特基二极管由于结构上特殊,所以需要设计者们特别注意。肖特基二极管的结构为金属半导体,完全可以理解为有正负极特性的电解电容,本文中的二极管就可以理解为电容。区别仅仅存在于运行机理上。肖特基二极管是电荷中和,PN结效应。而电容是电容效应,通过电容放电。至于说分布电感产生的反向尖峰,由于短路能量太大,可以忽略不计。




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