對于電源工程師來(lái)說(shuō),很多時(shí)候都在看波形,比如看輸入波形、MOS開(kāi)關(guān)波形、電流波形、輸出二極管波形、芯片波形、MOS管的GS波形……
接下來(lái),咱們聊一下GS波形。
我們測試MOS管GS波形時(shí),有時(shí)會(huì )看到圖1這種波形,在芯片輸出端是非常好的方波輸出,可一旦到了MOS管的G極就出問(wèn)題了——有振蕩。這個(gè)振蕩小的時(shí)候還能勉強過(guò)關(guān),但有時(shí)候振蕩特別大,看著(zhù)都令人擔心會(huì )不會(huì )重啟。

圖1
那么,這個(gè)波形中的振蕩是怎么回事?有沒(méi)有辦法消除呢?
下面,讓我們一起來(lái)看看:

圖2
在圖2中,IC出來(lái)的波形正常,到C1兩端的波形就有振蕩了。實(shí)際上,這個(gè)振蕩就是R1、L1、C1三個(gè)元器件的串聯(lián)振蕩引起的。其中,R1為驅動(dòng)電阻,是我們外加的;L1是PCB上走線(xiàn)的寄生電感;C1是MOS管GS的寄生電容。
對于一個(gè)RLC串聯(lián)諧振電路,其中L1和C1不消耗功率,電阻R1起到阻值振蕩的作用(阻尼作用)。實(shí)際上,這個(gè)電阻的值,就決定了C1兩端會(huì )不會(huì )振蕩。
1、當R1>2(L1/C1)^0.5時(shí),S1、S2為不相等的實(shí)數根——過(guò)阻尼情況。
在這種情況下,基本不會(huì )發(fā)生振蕩的。
2、當R1=2(L1/C1)^0.5時(shí),S1、S2為兩個(gè)相等的實(shí)數根——臨界情況。
在這種情況下,有振蕩也是比較微弱的。
3、當R1<2(L1/C1)^0.5時(shí),S1、S2為共軛復數根——欠阻尼情況。
在這種情況下,電路一定會(huì )發(fā)生振蕩。
對于上述的幾個(gè)振蕩需要消除的話(huà),我們有以下幾種選擇:
一是,增大電阻R1,使R1≥2(L1/C1)^0.5來(lái)消除振蕩。對于增大R1會(huì )降低電源效率的,我們一般選擇接近臨界的阻值。
二是,減小PCB走線(xiàn)寄生電感,這個(gè)就是說(shuō)在布局布線(xiàn)中一定要注意的。
三是,增大C1,對于這個(gè)方法,我們往往都不太好改變,C1的增大會(huì )使開(kāi)通時(shí)間大大加長(cháng),我們一般都不去改變它。
所以,最主要的還是在布局布線(xiàn)的時(shí)候,特別注意走線(xiàn)的長(cháng)度,“整個(gè)驅動(dòng)回路的長(cháng)度”越短越好。另外,還可以適當加大R1。