電源設(shè)計(jì)的一點(diǎn)感悟

電源防反接保護(hù)

這里我曾近最開始接觸時(shí)候也是琢磨了很久，覺得很難懂，這里好好剖析一下。其實(shí)主要兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

1.mos管導(dǎo)通后是可以正向反向雙向流電流；

2.MOS中的體二極管是可以續(xù)流的。這和純IGBT單管不同。

首先必須知道一點(diǎn)，Nmos和P mos不同，做電源反接保護(hù)一般用的P mos，如何區(qū)分呢，看柵極箭頭，指向柵極的是N MOS，從柵極指出的是P MOS。下面這個(gè)是用P MOS的防反接保護(hù)電路。

當(dāng)電源正接時(shí)，由于體二極管導(dǎo)通并有壓降，導(dǎo)致VGs有壓差，P MOS導(dǎo)通，電流從P MOS的漏極流向源極。而當(dāng)反接時(shí)候，體二極管截止，Vgs不存在壓差，截止，導(dǎo)致電流無(wú)法回到負(fù)極，不導(dǎo)通。

mos管的導(dǎo)通

功率驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)是電源電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵電路，而應(yīng)用最多的就是MOS管，影響MOS管最為多的無(wú)非就是MOS管的輸入電容，而Cgd又被稱為是彌勒電容。這也是為何作為電壓型驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元器件卻需要有柵極驅(qū)動(dòng)電阻的原因，有電阻才會(huì)形成電流。

當(dāng)GS的電壓上升至MOS管的閾值電壓后，IGBT導(dǎo)通，Ids側(cè)有電流開始流動(dòng)，同時(shí)Vds電壓下降（因?yàn)殚_始導(dǎo)通，內(nèi)阻變小），而Vds繼續(xù)下降的這個(gè)過程中，Vgs電壓略微下降至一定值并幾乎保持不變，維持在一定的電壓平臺(tái)，也就是米勒平臺(tái)。實(shí)際上這個(gè)平臺(tái)時(shí)候正是給Cgd電容充電。在這期間，Vds電壓完全降至0V,隨后Vgs電壓繼續(xù)上升驅(qū)動(dòng)芯片的輸出電壓值。

所以降低米勒效應(yīng)的方法總結(jié)起來(lái)就兩點(diǎn)：降低Cgd和提高閾值電壓。

但從驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，可以有以下方法：

1.采用負(fù)壓驅(qū)動(dòng)；

2.開通與關(guān)斷用不同的電阻回路，采用較小的Goff電阻；

3.采用帶有米勒鉗位功能的驅(qū)動(dòng)芯片。

米勒鉗位可以讓MOS斷開時(shí)，輸入電容的回路直接通過鉗位電路回到負(fù)極，從而極大程度降低關(guān)斷瞬間中柵極電壓大于閾值電壓的可能性，從而降低寄生導(dǎo)通的概率。

開關(guān)電源

最基本的構(gòu)型就是BUCK和boost電路。

開關(guān)電源的工作原理可以用上圖進(jìn)行說(shuō)明。圖中輸入的直流不穩(wěn)定電壓Ui 經(jīng)開關(guān) S 加至輸出端，S 為受控開關(guān)，是一個(gè)受開關(guān)脈沖控制的開關(guān)調(diào)整管，若使開關(guān) S 按要求改變導(dǎo)通或斷開時(shí)間，就能把輸入的直流電壓 Ui 變成矩形脈沖電壓。這個(gè)脈沖電壓經(jīng)濾波電路進(jìn)行平滑濾波后就可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓Uo。

后面發(fā)展有很多不同的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。還有很多反激電源設(shè)計(jì)、半橋驅(qū)動(dòng)，全橋驅(qū)動(dòng)等都可以依靠當(dāng)前的半導(dǎo)體公司開發(fā)的軟件方便設(shè)計(jì)。比如英飛凌的dc/dc設(shè)計(jì)工具，東芝、MPS等。

輸出電源的穩(wěn)定性

這直接考研設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)。最為核心的是注意數(shù)字地和模擬地的設(shè)計(jì)。最為常用的是單點(diǎn)接地，最后數(shù)字地與模擬地用磁珠或者零歐姆電阻相連。旁路電容盡量靠近芯片端口，盡可能的減小FB環(huán)路，輸出側(cè)加電容等。

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