抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法

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1、万方数据第40卷第l期电力电子技术V01．40，No．12塑鱼垒2旦呈!型些曼!!g!墼望丝!!!垒望!壁!呈塑鱼抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法毛昭祺，吕征宇(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：采用同步整流技术的Buck开关电源的应用已越来越广泛，随着其输出电流的增大，抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰成为提高电源效率和性能的重要手段。本文通过对一个32V输入，5V／5A输出的Buck电源模块的实验．对Buck开关电源研发和实验当中抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的一些方法进行了总结和分析，并针对比较重要的方法给出了实验波形。可以看到在同步整流管上

2、并联肖特基二极管，主开关管使用栅极缓冲电路及同步整流管上使用缓冲电路都是一些简单而行之有效的改善Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法。关键词：整流管，同步整流管；体二极管；寄生电感；反向恢复中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100x(2006)01—0055—02MethodstoRestricttheSpikeOfSynchronousRectinerofBuckConverterMAOZhao．qi，LUZheng—yu(劢巧in，增‰如e巧妙，夙可i帆g310027，∞nin)Abstract：AsloadofsvnchmnousBuck

3、converterbecomesheavier，itismoreimportanttorestrictthedrainspikeofthesynchmnousrecti矗ersoastoimprovethee蕊ciencyandped’onnance．Thearticleutilizesanexpe—mentofa32Vinput，5V，5AoutputBuckpowermodule，summarizesandanalysesthemethodsemployedinsuchconverterstorestrictthespikeKeywords：rectifier

4、，synchmnousrectifier；body—diode；parasiticinductor；reverserecoVeryFoundationProject：SuportedbyNationalNaturalScienceMajorFoundation(No．50237030ZD)1引言随着采用同步整流技术的Buck开关电源输出功率的增加．同步整流管的性能对电源效率和性能的影响也越来越大。同步整流管的电压尖峰会提高管子的耐压等级，为此只能使用R出㈤更大的管子，然而这意味着要牺牲效率。另外，这种电压尖峰会增加输出电压的纹波噪声，使电源的性能受到损失。2尖峰产

5、生的原因分析结合图1进行分析，主开关管源极(sw点)的图1尖峰的产生尖峰主要由同步整流管VQ：的体二极管VD和寄生电感厶，￡：共同作用产生。当VQ：门极关断后．进入死区时间．主开关管VQ，还未开通，电感电流全部流过VD。而当VQ，导通后，正在导通的VD突然被加上反压，在瞬间产生非常大的反向恢复电流．也就是从SW到GND会有很大的di／d￡，通过寄生电感就能产生很高的￡di／d￡电压尖峰。之基金项目：国家自然科学基金重点项目(50237030ZD)定稿日期：2005—06—07作者简介：毛昭祺(1979一)，男，研究生，研究方向为电力电子及电力传动。后￡h三：又与V

6、D反向恢复时的等效电容C产生谐振，甚至可能产生更高的电压尖峰。3抑制尖峰的方法本文通过一个32V输入．5V／5A输出的Buck电源模块验证了这些方法的可行性和效果。图2示出不加任何辅助器件时VQ：漏极Sw点电压H洲波形。可以看到，VQ：漏极尖峰可达51．3V．严重影响了电路的性f-h万方数据第40卷第1期电力电子技术V01．40，No．1兰鱼鱼鱼垒呈旦呈!坚!!曼!!!!塑坠丝!!!垒型!垡!兰塑鱼冲网络。电路可使主开关管开通速度减缓而关断速度加快，而开通速度的减缓即意味着di／出的减小。该电路的缺点是一、您孵能一会增加一定的开关损耗和驱动酊蔫嚣徽聂嚣尺高三葬萑笔

7、露≤孬磊关键．一般可结合实验具体波形计算得到。VOSWQs(a)栅级缓冲电路，／40ns／格(b1只使用栅极缓冲F乜路的losw波形图4栅极缓冲电路和仅采用该电路时sw点波形(3)同步整流管上使用缓；中电路图5示出最常用的RC缓冲电路及仅采用该电路时的SW点波形。该电路可减小乃至消除寄生电感￡：和VQ：体二极管反向恢复等效电容之间的谐振。缓冲电容C的值必须大于反向恢复等效电容的值，但又不能选择太大，否则会使R上损耗增加。根据阻尼振荡原理，月必须选择在、／￡c附近，以达到最好的效果Ⅲ。_菩1呈N扫：{(a)RC缓冲电路(b)只他HjRC缓冲电路l忖”sw波形图5RC

8、缓冲电路和