電源主動降噪
在進行電源傳導或RE測試時,當我們發現某些頻點超標或者裕量不足時,常會透過調整開關管的驅動電路引數或者開關管本身的寄身引數來解決電源的EMI問題。從本質上說,此方法是透過增大開關管的上升時間和下降時間,將1/(πtr)轉折頻點往低頻偏移,增大高頻諧波幅值的衰減,從而達到降噪的目的,但此方法的缺點就是會增大開關管的開關損耗,對電源效率有一定影響。下面小編就透過分析開關管的開透過程來為大家解釋驅動電路引數及開關管寄身引數對電源EMI的影響。
一|Mosfet開透過程分析
[0-t1]時間段內,驅動電流給Cgs充電,使Vgs兩端電壓達到Vth門檻電壓。
[t1-t2]時間段內,ID電流開始上升,此階段相當於壓控電流源,ID電流的上升速率取決於Vgs電壓的上升速率,而驅動電阻Rg或者寄身電容Cgs的增大都會限制Vgs電壓的上升速率,因此增大Rg或者Cgs都會減小di/dt。
[t2-t4]時間段內,進入米勒平臺,此時Vgs電壓保持不變,驅動電流給Cgd充電,Vds兩端電壓會下降,驅動電阻Rg或Cgd的增大都會降低開關管Cds兩端du/dt的變化率。
[t4以後]時間段內,驅動電流繼續給Cgs充電,Vgs最終達到驅動電壓。
對於Cds對電源EMI的影響主要體現在開關管關斷時的米勒平臺階段,此時IDD電流給Cgd和Cds充電,為了使Cds兩端的電壓變化速率跟上Cgd兩端的變化率,溝道電流就會給Cds充電,當Cds增大到全部溝道電流都給Cds充電都跟不上Cgd變化率時,Vds兩端的電壓變化率就會下降,從而會降低du/dt。
二|總結
驅動電阻會影響開關管開通和關斷時的di/dt和du/dt,Cgs會影響開關管開通和關斷時的di/dt,Cgd會影響開關管開通和關斷時的du/dt,Cds會影響開關管關斷時的du/dt。
三|結語
上文具體分析了驅動電路引數和Mosfet開關管寄身引數對di/dt和du/dt的影響,當我們發現電源傳導或輻射超標是由di/dt或du/dt或兩者共同導致時,就可以調節具體引數進行解決。值得注意的是,此方法主要對高頻傳導和低頻RE有效果,對低頻傳導無影響,主要是因為1/(πtr)轉折頻率一般較高。
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