释疑：反激电源MOS管两次振铃现象
时间：2021-07-18 11:56:14
手机看文章
扫描二维码
随时随地手机看文章
[导读]反激电源MOS管为什么会有两次谐振，谐振产生的模型是怎样的？
本周在技术交流群中有群友抛出这么一个问题：反激电源MOS D-S之间电压波形产生的原因？
这是一个典型的问题，本质原因就是功率级寄生电容、电感引起的谐振，然而几天后我发现，当时我并没有充分理解问题，这位朋友所要了解的问题其实应细化为：为什么会有两次谐振，谐振产生的模型是怎样的？
如下为反激式电源实现方案，该方案采用初级侧稳压（PSR）技术，
Q1导通时，变压器初级电感存储能量，输出续流二极管Dfly反向偏置，Cout输出能量给负载；
Q1关断时，变压器初级线圈释放能量，输出续流二极管正向偏置，向输出端提供电能；
开关电源产生振铃的主要原因在于非理想器件存在功率级寄生电容、电感。所谓谐振，即：在MOS管开通、关断切换的过程中，寄生电感将能量传递给寄生电容进行充电，充电结束后寄生电容又释放电能给寄生电感储能，如此循环往复。
群友发出的图片中，有2次谐振，
第一次谐振
该谐振产生的时间点在MOS管关断的瞬间，等效谐振电路如下：
Loop：初次级间的漏电感、初级励磁电感、功率MOSFET封装电感之和
Coss：MOS管寄生电容、线路寄生电容
第二次谐振
这是开关电源DCM模式特有的一个振铃现象，
此处你必须要了解开关电源电感如下两种模式：
CCM：连续导通模式，次级端反射电流在MOS通断，变压器线圈换相期间不会到达0；
DCM：断续导通模式，次级端反射电流在MOS通断，变压器线圈换相期间到达0。
在DCM模式下，当MOS管关断，且在次级反射电流消耗为0之前，次级线圈输出相位的电压高于实际输出电压；当反射电流消耗为0，即次级线圈电流消耗为0时，实际输出电压由输出电容提供，此时次级输出相位的电压等于0，在次级输出相位电压由高于输出电压到等于0的变化过程中，会出现电压的衰减振荡，而该衰减振荡会耦合到初级线圈并加载在MOS与线圈连接的开关节点处。
由于该谐振给MOS管的寄生电容充电，若MOS在此时导通，则可能碰到寄生电容电位被充到较高的时刻，此时寄生电容所充电的能量若被直接导到GND会造成MOS管的导通损耗，针对该问题，诞生出了准谐振技术，即：DCM模式下，初级侧MOS在开关节点谐振电压摆幅的谷底附近导通。
下载文档
