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自己搭的buck电路,仿真时开关管漏极电流在开关的瞬间毛刺很大,请问是什么原因,如何解决?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

电路是最简单的buck电路,开关管驱动(LTC4440-5)+开关管(IRF7478)+电感+肖特基二极管,开关管驱动输入的是500kHz的方波信号,占空比0.5,开关管漏极接28V电源,源极做输出端,接30欧负载电阻。

仿真结果可以输出14V的电压,电感电流也正常。但是开关管漏极(也就是电源输出)的电流毛刺在开关打开或关闭的瞬间特别大,开关速度500kHz的时候达到2.5A左右,开关速度1MHz时5.5A左右。

下图为1MHz工作时漏极电流情况:

初次接触开关电源,请问这种现象的原因是因为开关的瞬间电压变化太快,由于电容的影响导致产生瞬间大电流吗?希望得到您的解答,谢谢!

如果开关速度达到上M级别,一般的肖特基管子的结电容,在开关过程中就相当有一段时间是短路的,自然造成很大的尖峰电流,你目前仿真电路里用的二极管应该是普通的肖特基。MOS管估计也不恰当,所以造成这样的情况,实际工作应该根据工作频率选择合适的MOS管及二极管才行。

电源少了退偶电容。

你好,当时开关管选型是出于这样的目的:需要降压输出的输入信号是有一定带宽(上M级)的信号,所以希望开关管的极限开关速度越快越好,同时为满足最大输入电压的要求(28V),所以选择了irfh5406这个管子。至于肖特基二极管,紧紧考虑了其最大正向电流大于电路输出电流的要求,没有考虑别的方面。请问在开关管和二极管选型方面要注意什么问题?

另外上面的实际电路做出来之后,用直流稳压电源供28V电压测试。不加入电感、肖特基二极管等,只测试开关管时,开关管随栅极的方波信号可以正常开关,源级输出0-28V的方波信号。加入电感、二极管等组成buck电路时,发现直流稳压电源不能正常供给电压,一直处于限流状态(增大电源限流值,显示的输出电流会随之增大,会烧坏管子),请问这是与仿真时产生的尖峰电流有关吗?

谢谢您耐心的解答。

你好,是仿真的时候电流波形就出现尖峰,仿真的时候电源是理想的吧?

1.仿真的元件是理想元器件么?

2.开关管,肖特基管的开关速度有考虑的么?

3.开机瞬间也造成浪涌电流

是不是仿真精度设置的原因?

我觉得电源端要加decoupling电容去耦合。

开关速度达到上M级别,一般的肖特基管子的结电容,在开关过程中就相当有一段时间是短路的,自然造成很大的尖峰电流,你目前仿真电路里用的二极管应该是普通的肖特基。MOS管估计也不恰当,所以造成这样的情况,实际工作应该根据工作频率选择合适的MOS管及二极管才行。

开关瞬间毛刺大,多半是由于电感的寄生电容。不信你在电感上面并联一个小电容,你会发现尖峰会更大。

不知道你的电感选择的仿真模型是怎么样的。电感是有DCR(直流电阻)和EPC(等效并联电容)的,这里的尖峰主要是等效寄生电容产生的。

如果你的电感电流波形有台阶,不连续,那么就是DCR,直流电阻产生的。楼主可以改变一下仿真模型的参数,来调节这个问题。

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