开关电源尖峰产生原因及如何抑制？-KIA MOS管
开关电源尖峰干扰及其抑制
开关电源尖峰抑制-滤波电路
为减小电源尖峰干扰需要在电源进线端和电源输出线端分别加入滤波电路。
电源进线端滤波器在电源进线端通常采用如图1所示电路。该电路对共模和差模纹波干扰均有较好抑制作用。
图中各元器件的作用：
(1) L1L2C1用于滤除差模干扰信号。
L1L2磁芯面积不宜太小，以免饱和。电感量几毫亨至几十事亨。C1为电源跨接电容，又称X电容。用陶瓷电容或聚脂薄膜电容效果更好。电容量取0.22μF~0.47μF。
(2)L3,L4,C2,C3用于滤除共模干扰信号。
L3, L4要求圈数相同，一般取10, 电感量2mH左右。C2，C3为旁路电容，又称Y电容。电容量要求2200PF左右。电容量过大。影响设备的绝缘性能。
在同一磁芯上绕两个匝数相等的线圈。电源往返电流在磁芯中产生大小相等、方向相反的磁通。故对差模信号电感L3、L4不起作用(见图2)，但对于相线与地线间共模信号，呈现为一个大电感。其等效电路如图3所示。
由等效电路知:
表明，对共模信号Ug而言，共模电感呈现很大的阻抗。
开关电源尖峰抑制-输出端滤波器
输出端滤波器大都采用LC滤波电路。其元件选择一般资料中均有。 为进一步降低纹波，需加入二次LC滤波电路。LC滤波电路中L值不宜过大，以免引起自激，电感线圈一般以1~2匝为宜。
电容宜采用多只并联的方法，以降低等效串联电阻。同时采样回路中要加入RC前馈采样网络。
如果加入滤波器后，效果仍不理想，则要详细检查公共地线的长度、线径是否合适。因为地线分布电感对抑制纹波极为不利。
导线长度I，线径d与其电感量的关系为: L(μH)=0.002I[In(4I/d)-1](2)
开关电源尖峰抑制:二极管反向恢复时间引起之尖峰及其抑制
以单端反激电源为例(见图4)
Us为方波,幅值为Um。功率管v截止时，VD1导通，而VD2截止。但当v导通时，Us极性反转。VD2 导通,由于二极管之反向恢复特性，VD1不能立即截止，而是VD1, VD2同时导通。从而激起一个很大的电流尖峰。
(1) VD1反向恢复前期等效电路如图5所示。图中: RO为次级绕线电阻,引线电阻及二极管导通电阻之和;L0为变压器漏感和引线电感之和。
由等效电路可得:
i=Um/R0[1-e- (RO/L0)t](3)
假定R0=0.235Ω, L0=0.13μHUm=23V,而电流在0.3μs内达到Im, 则可求出Im=41A。如此大的电流尖峰,若不加以抑制势必损坏器件。
(2) VD1在反向恢复后期，接近关断状态，等效为一个结电容CD1:
由图6知,CD1两端电压UC (t)为:
从以上各式看出，UC (t)是在Um基础上叠加一个Uoe-atsin(ωt+θ)的正弦衰减振荡。在VD1两端激起一个电压尖峰。
(3)由以上分析可看出,在反向恢复期间，由于二极管的反向恢复特性，二极管的电流不能突变。此效应与一个电感等效。为了抑制二极管尖峰，需在二极管两端并联电容C或RC缓冲网络。
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