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開關(guān)MOS電流波形詳細(xì)圖文解析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2021-06-22 

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開關(guān)MOS電流波形詳細(xì)圖文解析-KIA MOS管


開關(guān)MOS電流波形解析

反激開關(guān)MOSFET源極流出的電流(Is) 波形的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的分析。


開關(guān)MOS電流波形


下面針對(duì)反激電源實(shí)測(cè)波形來分析一下。


問題一:一反激電源實(shí)測(cè)Ids電流時(shí)前端有一個(gè)尖峰(如下圖紅色圓圈里的尖峰圖),這個(gè)尖峰到底是什么原因引起的?怎么來消除或者改善?


開關(guān)MOS電流波形


大家都知道這個(gè)尖峰是開關(guān)MOS開通的時(shí)候出現(xiàn)的,根據(jù)反激回路,Ids 電流環(huán)為Vbus經(jīng)變壓器原邊、然后經(jīng)過MOS再到Vbus形成回路。


本來原邊線圈電感特性,其電流不能突變,本應(yīng)呈線性上升,但由于原邊線圈匝間存在的分布電容(如下圖中的C),在開啟瞬間,使Vbus經(jīng)分存電容C到MOS有一高頻通路,所以形成一時(shí)間很短尖峰。


開關(guān)MOS電流波形


上面的C在下圖中等效于Cp或者是Ca


開關(guān)MOS電流波形


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經(jīng)分析,知道此尖峰電流是變壓器的原邊分布參數(shù)造成,所以要從原邊繞線層與層指尖間著手,可以加大間隙來減少耦合,也可以盡量設(shè)計(jì)成單層繞組。


例如變壓器盡量選用Ae值大的,使設(shè)計(jì)時(shí)繞組圈數(shù)變少減少了層數(shù),從而使層間電容變小。也可減少線與線之間的接觸面,達(dá)到減少分布電容的目的。如三明治繞法把原邊分開對(duì)此尖峰有改善,還能減少漏感。


當(dāng)然,無論怎樣不能完全避免分布電容的存在,所以這個(gè)尖峰是不能完全消除的。并且這個(gè)尖峰高產(chǎn)生的振蕩,對(duì)EMI不利,實(shí)際工作影響不大。但如果太高可能會(huì)引起芯片過流檢測(cè)誤觸發(fā)。


所以電源IC內(nèi)部都會(huì)加一個(gè)200nS-500nS的LEB Time,防止誤觸發(fā),就是我們常說的消隱。


問題二:開關(guān)MOS關(guān)斷時(shí),Is電流波形上有個(gè)凹陷(如下圖紅色圈內(nèi)的電流波形的凹陷)這是怎么回事?怎么改善?


開關(guān)MOS電流波形


說這個(gè)原因之前先對(duì)比下mos漏極電流Id與mos源極電流Is的波形。


實(shí)測(cè)Id波形如下

開關(guān)MOS電流波形


實(shí)測(cè)Is波形如下

開關(guān)MOS電流波形


從上面的這兩個(gè)圖中看出,ID比IS大一點(diǎn)是怎么回事?其實(shí)Is是不等于Id的,Is=Id Igs(Igs在這里是負(fù)電流,Cgs 的放電電流如下圖),那A.B兩點(diǎn)波形,就容易解釋了。


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Id比Is大,是由于IS疊加了一個(gè)反向電流,所以出現(xiàn)Is下降拐點(diǎn)。顯然要改善這個(gè)電流凹陷可以換開關(guān)MOS管型號(hào)來調(diào)節(jié)。


看了上面Id的電流波形后問題又來了, mos關(guān)斷時(shí)ID的電流為何會(huì)出現(xiàn)負(fù)電流?如下圖


開關(guān)MOS電流波形


MOS關(guān)斷時(shí),漏感能量流出給Coss充到高點(diǎn),即Vds反射尖峰的頂點(diǎn)上。到最高點(diǎn)后Lk相位翻轉(zhuǎn),Coss 反向放電,這時(shí)電流流出,也就是Id負(fù)電流部份的產(chǎn)生。


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