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电源主动降噪

电源主动降噪

在进行电源传导或RE测试时,当我们发现某些频点超标或者裕量不足时,常会通过调整开关管的驱动电路参数或者开关管本身的寄身参数来解决电源的EMI问题。从本质上说,此方法是通过增大开关管的上升时间和下降时间,将1/(πtr)转折频点往低频偏移,增大高频谐波幅值的衰减,从而达到降噪的目的,但此方法的缺点就是会增大开关管的开关损耗,对电源效率有一定影响。下面小编就通过分析开关管的开通过程来为大家解释驱动电路参数及开关管寄身参数对电源EMI的影响。

电源主动降噪

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一|Mosfet开通过程分析

[0-t1]时间段内,驱动电流给Cgs充电,使Vgs两端电压达到Vth门槛电压。

[t1-t2]时间段内,ID电流开始上升,此阶段相当于压控电流源,ID电流的上升速率取决于Vgs电压的上升速率,而驱动电阻Rg或者寄身电容Cgs的增大都会限制Vgs电压的上升速率,因此增大Rg或者Cgs都会减小di/dt。

[t2-t4]时间段内,进入米勒平台,此时Vgs电压保持不变,驱动电流给Cgd充电,Vds两端电压会下降,驱动电阻Rg或Cgd的增大都会降低开关管Cds两端du/dt的变化率。

[t4以后]时间段内,驱动电流继续给Cgs充电,Vgs最终达到驱动电压。

对于Cds对电源EMI的影响主要体现在开关管关断时的米勒平台阶段,此时IDD电流给Cgd和Cds充电,为了使Cds两端的电压变化速率跟上Cgd两端的变化率,沟道电流就会给Cds充电,当Cds增大到全部沟道电流都给Cds充电都跟不上Cgd变化率时,Vds两端的电压变化率就会下降,从而会降低du/dt。

电源主动降噪

二|总结

驱动电阻会影响开关管开通和关断时的di/dt和du/dt,Cgs会影响开关管开通和关断时的di/dt,Cgd会影响开关管开通和关断时的du/dt,Cds会影响开关管关断时的du/dt。

三|结语

上文具体分析了驱动电路参数和Mosfet开关管寄身参数对di/dt和du/dt的影响,当我们发现电源传导或辐射超标是由di/dt或du/dt或两者共同导致时,就可以调节具体参数进行解决。值得注意的是,此方法主要对高频传导和低频RE有效果,对低频传导无影响,主要是因为1/(πtr)转折频率一般较高。