電源設計的一點感悟

電源防反接保護

這里我曾近最開始接觸時候也是琢磨了很久，覺得很難懂，這里好好剖析一下。其實主要兩個關鍵點。

1.mos管導通后是可以正向反向雙向流電流；

2.MOS中的體二極管是可以續流的。這和純IGBT單管不同。

首先必須知道一點，Nmos和P mos不同，做電源反接保護一般用的P mos，如何區分呢，看柵極箭頭，指向柵極的是N MOS，從柵極指出的是P MOS。下面這個是用P MOS的防反接保護電路。

當電源正接時，由于體二極管導通并有壓降，導致VGs有壓差，P MOS導通，電流從P MOS的漏極流向源極。而當反接時候，體二極管截止，Vgs不存在壓差，截止，導致電流無法回到負極，不導通。

mos管的導通

功率驅動電路的設計是電源電路設計關鍵電路，而應用最多的就是MOS管，影響MOS管最為多的無非就是MOS管的輸入電容，而Cgd又被稱為是彌勒電容。這也是為何作為電壓型驅動的開關元器件卻需要有柵極驅動電阻的原因，有電阻才會形成電流。

當GS的電壓上升至MOS管的閾值電壓后，IGBT導通，Ids側有電流開始流動，同時Vds電壓下降（因為開始導通，內阻變?。?，而Vds繼續下降的這個過程中，Vgs電壓略微下降至一定值并幾乎保持不變，維持在一定的電壓平臺，也就是米勒平臺。實際上這個平臺時候正是給Cgd電容充電。在這期間，Vds電壓完全降至0V,隨后Vgs電壓繼續上升驅動芯片的輸出電壓值。

所以降低米勒效應的方法總結起來就兩點：降低Cgd和提高閾值電壓。

但從驅動電路設計來說，可以有以下方法：

1.采用負壓驅動；

2.開通與關斷用不同的電阻回路，采用較小的Goff電阻；

3.采用帶有米勒鉗位功能的驅動芯片。

米勒鉗位可以讓MOS斷開時，輸入電容的回路直接通過鉗位電路回到負極，從而極大程度降低關斷瞬間中柵極電壓大于閾值電壓的可能性，從而降低寄生導通的概率。

開關電源

最基本的構型就是BUCK和boost電路。

開關電源的工作原理可以用上圖進行說明。圖中輸入的直流不穩定電壓Ui 經開關 S 加至輸出端，S 為受控開關，是一個受開關脈沖控制的開關調整管，若使開關 S 按要求改變導通或斷開時間，就能把輸入的直流電壓 Ui 變成矩形脈沖電壓。這個脈沖電壓經濾波電路進行平滑濾波后就可得到穩定的直流輸出電壓Uo。

后面發展有很多不同的電源拓撲結構。還有很多反激電源設計、半橋驅動，全橋驅動等都可以依靠當前的半導體公司開發的軟件方便設計。比如英飛凌的dc/dc設計工具，東芝、MPS等。

輸出電源的穩定性

這直接考研設計的水準。最為核心的是注意數字地和模擬地的設計。最為常用的是單點接地，最后數字地與模擬地用磁珠或者零歐姆電阻相連。旁路電容盡量靠近芯片端口，盡可能的減小FB環路，輸出側加電容等。

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