本文說(shuō)明怎樣使用合適的電路板布線以及采用緩沖器將升壓轉(zhuǎn)換器在交換節(jié)點(diǎn)的高頻振鈴最小化。由寄生電感和電容所產(chǎn)生的升壓轉(zhuǎn)換器的臨界環(huán)路,分別被標(biāo)識(shí)為L(zhǎng)PAR和CPAR。兩個(gè)開(kāi)關(guān)與交換轉(zhuǎn)換器的電感的交匯處被稱作交換節(jié)點(diǎn)。由寄生電感和電容相互作用而引起交換節(jié)點(diǎn)的電壓在200MHz范圍內(nèi)波動(dòng)不是什么希奇的事情。如果該振幅范圍超過(guò)了在低電壓邊交換的最大絕對(duì)值電壓,對(duì)于交換來(lái)說(shuō)是具有破壞性的。而且在這樣的電壓范圍會(huì)產(chǎn)生傳導(dǎo)發(fā)射以及電磁干擾(EMI)并對(duì)相鄰的ICs造成影響。
示波器及示波器探頭具有至少500MHz的帶寬,大約是預(yù)期200MHz振鈴頻率的兩倍,常見(jiàn)如圖2所示。為了防止誤引入而干擾測(cè)量,該示波器探頭的接地環(huán)路應(yīng)最小化。輸入電壓VIN=3.3V,輸出電壓VOUT=5V,交換節(jié)點(diǎn)的峰值電壓不應(yīng)超過(guò)VOUT+VDIOD≈5.7V。然而,該振鈴在交換節(jié)點(diǎn)的峰值電壓為9.8V,足以損壞低電壓邊交換。
在設(shè)計(jì)階段,電源設(shè)計(jì)人員可以有幾項(xiàng)選擇來(lái)使振鈴最小化。如果使用了控制器,設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇FETs和具有最小寄生電容的二極管,接下來(lái)盡量縮短線路板布線時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)與電感器之間的距離,即縮小LPAR2和LPAR3。而且設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)縮短FET的信源針腳與電源接地點(diǎn)或接地面之間的距離來(lái)使LPAR1最小化。LPAR4和LPAR5可以通過(guò)使龐大的輸出電容器盡可能靠近二極管陰極與電源接地點(diǎn)來(lái)最小化。推薦在輸出和電源接地之間安排一個(gè)高頻旁路電容器[COUT-BYP],容值為0.01μF-2.2μF。
由于線路板尺寸的限制或集成了一個(gè)內(nèi)部帶有CPAR#,LPAR1,LPAR2和LPAR3的FET功率IC,提高線路板布線也許是不可能的。因此,在交換節(jié)點(diǎn)與電源接地點(diǎn)之間需要加入RSNUB和CSNUB的緩沖電路。緩沖器是一個(gè)能量吸收電路,經(jīng)常被用來(lái)消除開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)由寄生電感電路產(chǎn)生的電壓峰值。通過(guò)為電流流經(jīng)電路的寄生電感對(duì)地提供一個(gè)變換路徑,緩沖器減少了電壓瞬變和交換打開(kāi)時(shí)出現(xiàn)的帶有寄生電容的后續(xù)阻尼振鈴。
本文還提供了怎樣確定緩沖器元器件尺寸的步驟來(lái)抑制振鈴而不會(huì)大大縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間或者降低整體效率。
詳細(xì)解決方案,請(qǐng)?jiān)L問(wèn)http://focus.ti.com/lit/an/slva255/slva255.pdf英文資料。