發布日期：2022-10-09 點擊率：738
【導讀】本文詳解了buck電路中，經常會出現的二極管反向恢復電流尖峰異常的問題。本文結合實例和電路圖，詳細分析了buck電路中反向恢復電流尖峰問題。本文在分析的基礎上進行了新的思維和設計。
首先，先從連續通導的buck電路圖開始進行。
圖1
在圖1中，plot1為PWM波形，plot1至plot3是電感電流在CCM模式下的波形。后面我們將對其中的各個電路提出相應的問題，并進行解答。
圖2
[page]
可能有的朋友會對圖2產生懷疑，因為這似乎并不是人們所熟悉的二極管續流等效電路。實際上，MOSFET斷開，產生續流通路，PN結電荷發生變化，如將其看成一個等效電容，則為上負下正的一個部件。最終電感電流釋放到谷點，谷點末期（0-至0+時刻）電容替代電感為負載提供能量，此時電感還以電磁能方式保存有能量（因為電感如果再放電，電容的電壓顯然要高過電感，變成電容還要給電感充能了。但那種現象是不可能的；因為Vin來了。如果Vin沒來，而電感能量繼續下降到0，不再輸出能量，此時因為二極管和開關的分布電容引起震蕩，但對于CCM來說，震蕩時間不存在）這個瞬間過于太短暫，馬上轉到下一階段（圖3）。
圖3
MOS管開通時電感中不存在電流？僅有電流短路而不存在分布電感如何產生反向尖峰？
因為MOS管閉合瞬間（又一個0-到0+的瞬間），因為二極管因正向導通，等效結電容上方聚集滿載流子，當外電場Vin接入時，因電荷異性相吸導致PN結電容變回中性，緊接著二極管PN結等效結電容電荷變成上正下負（下面多載流子）。二極管除去正向因導通而注入的電荷，然后反向充電至阻斷狀態，這個時間就是trr反向恢復時間，在二極管恢復之前，它呈現短路行為。
因為短路Vd負向電流很大，相當于脈沖，如圖5紅色部分所示。
圖4
圖5
“短路”的最終結果
有的朋友可能看不懂圖4中的電路，下面就對這種電路進行一下講解。因為“短路”的最終結果，Vcc的電壓跟二極管結電容電壓相等，對電感電容進行充電，那么電容、電感、二極管結電容跟Vcc結電容處吸取能量，類似于LC串聯諧振時候。二極管結電容跟Vin除了要供應負載的電流能量，還要供應電感電容充電的能量。二極管結電容所示的能量如圖5藍色部分。
肖特基二極管由于結構上特殊，所以需要設計者們特別注意。肖特基二極管的結構為金屬半導體，完全可以理解為有正負極特性的電解電容，本文中的二極管就可以理解為電容。區別僅僅存在于運行機理上。肖特基二極管是電荷中和，PN結效應。而電容是電容效應，通過電容放電。至于說分布電感產生的反向尖峰，由于短路能量太大，可以忽略不計。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 詳解：LED無頻閃產品
