对于电源工程师来说,很多时候都在看波形,比如看输入波形、MOS开关波形、电流波形、输出二极管波形、芯片波形、MOS管的GS波形……

 

接下来,咱们聊一下GS波形。

 

我们测试MOS管GS波形时,有时会看到图1这种波形,在芯片输出端是非常好的方波输出,可一旦到了MOS管的G极就出问题了——有振荡。这个振荡小的时候还能勉强过关,但有时候振荡特别大,看着都令人担心会不会重启。

 

图1

 

那么,这个波形中的振荡是怎么回事?有没有办法消除呢?

 

下面,让我们一起来看看:

 

图2

 

在图2中,IC出来的波形正常,到C1两端的波形就有振荡了。实际上,这个振荡就是R1、L1、C1三个元器件的串联振荡引起的。其中,R1为驱动电阻,是我们外加的;L1是PCB上走线的寄生电感;C1是MOS管GS的寄生电容。

 

对于一个RLC串联谐振电路,其中L1和C1不消耗功率,电阻R1起到阻值振荡的作用(阻尼作用)。实际上,这个电阻的值,就决定了C1两端会不会振荡。

 

1、当R1>2(L1/C1)^0.5时,S1、S2为不相等的实数根——过阻尼情况。

在这种情况下,基本不会发生振荡的。

 

2、当R1=2(L1/C1)^0.5时,S1、S2为两个相等的实数根——临界情况。

在这种情况下,有振荡也是比较微弱的。

 

3、当R1<2(L1/C1)^0.5时,S1、S2为共轭复数根——欠阻尼情况。

在这种情况下,电路一定会发生振荡。


对于上述的几个振荡需要消除的话,我们有以下几种选择:

一是,增大电阻R1,使R1≥2(L1/C1)^0.5来消除振荡。对于增大R1会降低电源效率的,我们一般选择接近临界的阻值。

 

二是,减小PCB走线寄生电感,这个就是说在布局布线中一定要注意的。

 

三是,增大C1,对于这个方法,我们往往都不太好改变,C1的增大会使开通时间大大加长,我们一般都不去改变它。

 

所以,最主要的还是在布局布线的时候,特别注意走线的长度,“整个驱动回路的长度”越短越好。另外,还可以适当加大R1。