开关电源SW节点振荡,你真的了解吗?
近看了很多博主分析SW节点有振铃,通常都是通过结果来反证明自己的结论,缺乏理论基础(如果没理论经验都是掰扯),有些模型并不是正确的,让我们从一定的理论角度真正了解下振荡的原因。
输入回路输入回路輸入回路
输入回路很多博主都是按照传统的RLC串联谐振电路来分析(如上图),这个模型是不太合适的, 开关节点并不是常说的RLC串联谐振电路 而是一个带负载的二阶系统,之所以有振荡是因为上下管的开通关断过程都有一定的时间,在这个时间内管子是一个动态的可变电阻, 也就是这个电阻和引脚的寄生电感,下管的寄生电容组成的二阶系统引起的振荡。
二阶系统导致振荡的原因就是阻尼比不合适,有人会说下管即将打开瞬间下管电阻很大,阻尼比岂不是很小,超调量岂不是很大,其实并不是,因为BUCK电源后面是一个LC,后面其实可以看作一个有占空比决定的动态负载,这个负载是负阻性的,其与下管的瞬态电阻共同作用来决定阻尼比的大小。
所以要避免振荡的关键就是增加阻尼比,增加阻尼比并不容易,因为开关电源生产好后其寄生参数是固定的,所以通常我们会在SW节点增加RC电路来调节这个最优阻尼比,具体怎么选择RC也可以通过振荡波形来算出一个大致值的 值,再通过微调得到最优值。
这里补充一点,导致SW节点振荡的原因并不一定只是输入回路,电源输入引脚以外的干扰信号也会导致SW节点的振铃产生,譬如输入电容选择的不合适,尤其是BUCK,上管导通瞬间其上本身就有振荡源的存在,进入芯片后这个振荡源会被放大,导致SW节点处有振荡存在。
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