推挽电路MOS管关断振铃

## **为什么MOS管关断时会产生振铃？**

在开关电源和电机驱动等高频电路中，**推挽电路**因其高效率和高功率密度而被广泛应用。然而，工程师们常常会遇到一个棘手的问题——**mos管在关断瞬间产生振铃（ringing）**。这种现象不仅会导致电磁干扰（EMI）加剧，还可能损坏mos管或其他元件。那么，振铃究竟是如何产生的？又该如何有效抑制呢？

本文将深入分析**推挽电路中MOS管关断振铃的成因**，并提供**实用的解决方案**，帮助工程师优化电路设计，提升系统可靠性。

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## **1. 推挽电路与MOS管振铃的基本原理**

### **1.1 推挽电路的工作机制**

推挽电路由两个MOS管（通常为N沟道和P沟道或两个N沟道）组成，交替导通以驱动变压器或负载。其优势在于：

- **高效率**：MOS管导通电阻低，损耗小。

- **高功率传输能力**：适用于大电流、高电压场景。

然而，在MOS管**快速关断**时，由于寄生参数的影响，电路容易产生**电压或电流振荡**，即振铃现象。

### **1.2 振铃的产生原因**

振铃的本质是**LC谐振**，主要由以下因素引起：

1. **寄生电感（L）**：PCB走线、MOS管封装、变压器漏感等。

2. **寄生电容（C）**：MOS管的输出电容（Coss）、PCB分布电容等。

3. **快速开关动作**：MOS管关断时，电流突变（di/dt）在寄生电感上感应出高压尖峰，与寄生电容形成谐振。

**关键点**：振铃的幅度和频率取决于LC回路的参数，过高的振铃电压可能击穿MOS管！

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## **2. 振铃对电路的影响**

振铃不仅影响电路的稳定性，还可能带来以下问题：

- **EMI问题**：高频振荡辐射噪声，干扰其他电子设备。

- **MOS管应力增加**：振铃电压可能超过MOS管的额定耐压（VDS），导致失效。

- **系统效率下降**：振铃能量以热的形式耗散，降低整体效率。

**案例**：某电源模块因振铃导致MOS管频繁损坏，最终发现是PCB布局不合理，寄生电感过大。

## **3. 抑制振铃的实用方法**

### **3.1 优化PCB布局**

- **缩短高频回路**：减少MOS管、变压器和续流二极管的走线长度。

- **使用多层板**：增加地平面，降低寄生电感。

- **避免锐角走线**：直角走线会增加电感，采用45°或圆弧走线。

### **3.2 添加缓冲电路（Snubber Circuit）**

缓冲电路可吸收振铃能量，常见类型：

- **RC缓冲电路**：在MOS管D-S极并联电阻和电容，阻尼振荡。

- **RCD缓冲电路**：适用于更高功率场景，通过二极管快速泄放能量。

**设计要点**：

- 电阻值需匹配特征阻抗（Z = √(L/C)）。

- 电容不宜过大，否则会增加开关损耗。

### **3.3 调整MOS管驱动参数**

- **降低关断速度**：增大栅极电阻（Rg），减缓关断时的di/dt。

- **使用有源钳位**：通过TVS二极管或稳压管限制振铃电压。

### **3.4 选择低寄生参数的MOS管**

- **低Coss（输出电容）**：减少谐振能量。

- **优化封装**：如DFN、TOLL等低电感封装。

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## **4. 仿真与实测验证**

在理论分析后，建议通过**仿真（如LTspice、PSIM）**和**实际测试**验证优化效果：

1. **仿真观察振铃波形**，调整缓冲电路参数。

2. **示波器实测**，对比优化前后的振铃幅度。

**典型优化结果**：某案例中，通过RC缓冲电路将振铃电压从80V降低至30V，MOS管温升明显改善。

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## **5. 总结与建议**

推挽电路中的**MOS管关断振铃**是一个常见但可优化的问题。通过**优化PCB布局、添加缓冲电路、调整驱动参数**等方法，可有效抑制振铃，提升系统可靠性。

**关键建议**：

- 在电路设计初期考虑寄生参数影响。

- 结合仿真与实测，找到最佳抑制方案。

- 选择低寄生参数的MOS管和优化封装设计。