開關(guān)管的電壓尖峰抑制方法(二)

上節(jié)我們認(rèn)識了開關(guān)管的第一種電壓尖峰的抑制手段，就是利用TVS或者穩(wěn)壓管工作時的電流再次對開關(guān)管的門極進(jìn)行充電，讓開關(guān)管的門極的變化不在劇烈，因此能讓開關(guān)管的電壓尖峰抑制到合理的范圍。開關(guān)管還有其他的電壓尖峰抑制方式嗎?

答案是肯定有的，我們這節(jié)就要進(jìn)行詳細(xì)的講解。

這種方法就是利用電阻對電壓尖峰進(jìn)行分壓，然后把這個分壓電壓與提前設(shè)置的一個參考電壓比較，讓比較輸出的電壓去控制一個PMOS，讓PMOS投切電源進(jìn)行門極的在充電，目的也是和上節(jié)的一樣，就是讓關(guān)斷的電壓降落的更緩慢點(diǎn)，不至于讓電壓尖峰產(chǎn)生很大的值損壞開關(guān)管。至于參考電壓的值，也是根據(jù)電壓尖峰電阻分壓計算的，需要假定最大可忍受的電壓尖峰值，根據(jù)此值進(jìn)行分壓計算。

我們這里還是利用上節(jié)的原理圖進(jìn)行講解

160V電壓尖峰演示電路

160V電壓尖峰

根據(jù)上面的原理我們搭建原理圖如圖所示

第二種抑制方案

我們假設(shè)我們能忍受的最大的電壓尖峰為80V，根據(jù)14.4K和100K電阻分壓就可以大概獲得10V，因此我們把10V設(shè)置為最大電壓尖峰的閾值，只要工作時，電壓尖峰的分壓超過10V，我們的電壓尖峰抑制電路開始工作，進(jìn)而抑制電壓尖峰。

電壓尖峰被抑制住到了90V附近

實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，電壓尖峰果然被抑制了，但是和我們設(shè)計的80V有點(diǎn)偏差，這個偏差實(shí)際和我們選擇的控制電路中的運(yùn)放和PMOS管的型號有很大關(guān)系，運(yùn)放需要找個高速的運(yùn)放，高速的運(yùn)放能降低控制過程的時間，讓控制信號能正常的發(fā)揮作用，判斷一個運(yùn)放是不是高速運(yùn)放最直接的參數(shù)就是壓擺率SR，通常的單位為有伏每秒(v/s)、伏每毫秒(v/ms)、伏每微秒(v/us)，高速運(yùn)放的都是伏每微秒級別的，我們最開始的仿真使用的運(yùn)放也是個高速運(yùn)放，壓擺率為1500v/us，但是我們還看到控制的電壓尖峰的與設(shè)計的還是有偏差，因此我們決定在來個更狠的運(yùn)放，直接2500v/us，仿真結(jié)果顯示電壓尖峰被抑制到了82V左右，

高速運(yùn)放電壓尖峰被抑制到了82V

但是還和我們的預(yù)設(shè)的電壓尖峰有偏差，不過變小了，偏差的原因現(xiàn)在就不能在換更高高速的運(yùn)放了，因?yàn)槌杀咎吡耍鋵?shí)我們剛才的運(yùn)放的成本就很高了，30多塊一顆，如果各位觀眾老爺是土豪，就當(dāng)我沒說

其實(shí)這個偏差一部分也是由于這個PMOS造成的，我們最開始使用的PMOS的導(dǎo)通電阻大概是16.5mΩ，隨后我們換一個更小的導(dǎo)通的電阻的PMOS，大概是9.6mΩ，我們再來看下仿真結(jié)果，關(guān)斷尖峰大概就是80V了，基本滿足預(yù)期了

關(guān)斷電壓尖峰為80V左右

我們?yōu)槭裁催x擇導(dǎo)通電阻更小的PMOS呢?因?yàn)閷?dǎo)通電阻越小的話，一般就是耐壓低的開關(guān)管(但也不是絕對，也要看管子的工藝了，有的耐壓低的也有大的導(dǎo)通電阻)，耐壓低的開關(guān)管，對應(yīng)的開通閾值更低，只要門極電壓小幅度變化就能導(dǎo)致管子的的阻抗較小的變化。

門極電壓小幅度變化就能導(dǎo)致管子的的阻抗較小的變化不好理解?你可以這樣理解，不論高低壓的管子，他們的最大阻抗認(rèn)為一樣，門極控制電壓最大都為15V，高壓的管子的開通閾值高，低壓的管子的開通閾值低，那么高壓的管子可以調(diào)節(jié)的電壓范圍就比低壓的窄，因?yàn)殚_通的閾值大，開通閾值相對15V的范圍就小，兩者之差我們記為V，最大阻抗除于前面說的這個調(diào)節(jié)電壓范圍V，這個比值是不是耐壓低的管子的更小，因此單位控制電壓變化導(dǎo)致管子的阻抗變化的范圍更小，也可以這樣說，低壓開關(guān)管調(diào)節(jié)的更精細(xì)。

因此選擇低壓并且導(dǎo)通阻抗小的PMOS就能抑制抑制電壓尖峰到我們設(shè)計的地方。

至此，我們的第二種電壓尖峰的方案講解完畢，但是該方案也有個缺點(diǎn)，就是會存在一個門極振蕩，門極振蕩導(dǎo)致電壓尖峰振蕩的問題，

電壓尖峰抑制振蕩

至于這個振蕩問題的解決，請聽下回分解!