本文说明怎样使用合适的电路板布线以及采用缓冲器将升压转换器在交换节点的高频振铃最小化。由寄生电感和电容所产生的升压转换器的临界环路,分别被标识为LPAR和CPAR。两个开关与交换转换器的电感的交汇处被称作交换节点。由寄生电感和电容相互作用而引起交换节点的电压在200MHz范围内波动不是什么希奇的事情。如果该振幅范围超过了在低电压边交换的最大绝对值电压,对于交换来说是具有破坏性的。而且在这样的电压范围会产生传导发射以及电磁干扰(EMI)并对相邻的ICs造成影响。
示波器及示波器探头具有至少500MHz的带宽,大约是预期200MHz振铃频率的两倍,常见如图2所示。为了防止误引入而干扰测量,该示波器探头的接地环路应最小化。输入电压VIN=3.3V,输出电压VOUT=5V,交换节点的峰值电压不应超过VOUT+VDIOD≈5.7V。然而,该振铃在交换节点的峰值电压为9.8V,足以损坏低电压边交换。
在设计阶段,电源设计人员可以有几项选择来使振铃最小化。如果使用了控制器,设计人员应选择FETs和具有最小寄生电容的二极管,接下来尽量缩短线路板布线时两个开关与电感器之间的距离,即缩小LPAR2和LPAR3。而且设计人员可以通过缩短FET的信源针脚与电源接地点或接地面之间的距离来使LPAR1最小化。LPAR4和LPAR5可以通过使庞大的输出电容器尽可能靠近二极管阴极与电源接地点来最小化。推荐在输出和电源接地之间安排一个高频旁路电容器[COUT-BYP],容值为0.01μF-2.2μF。
由于线路板尺寸的限制或集成了一个内部带有CPAR#,LPAR1,LPAR2和LPAR3的FET功率IC,提高线路板布线也许是不可能的。因此,在交换节点与电源接地点之间需要加入RSNUB和CSNUB的缓冲电路。缓冲器是一个能量吸收电路,经常被用来消除开关打开时由寄生电感电路产生的电压峰值。通过为电流流经电路的寄生电感对地提供一个变换路径,缓冲器减少了电压瞬变和交换打开时出现的带有寄生电容的后续阻尼振铃。
本文还提供了怎样确定缓冲器元器件尺寸的步骤来抑制振铃而不会大大缩短开关时间或者降低整体效率。
详细解决方案,请访问http://focus.ti.com/lit/an/slva255/slva255.pdf英文资料。