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寄生電感的介紹

jf_pJlTbmA9 ? 來(lái)源:微源半導(dǎo)體 ? 作者:微源半導(dǎo)體 ? 2023-11-29 16:41 ? 次閱讀

不知道大家在調(diào)試電路的時(shí)候,有沒(méi)有遇到這種情況,就是板子上所有的元器件參數(shù)和焊接都是正確的,可是通電以后,電路中的某些器件立馬就發(fā)生了損壞。這種現(xiàn)象很有可能跟電路中一種隱藏的東西有關(guān) -- 寄生電感。

顧名思義,寄生電感是指寄生在電路板的PCB走線或其他元器件上的電感。一般來(lái)說(shuō),有導(dǎo)線的地方就會(huì)有寄生電感,比如PCB上的銅線、過(guò)孔,甚連芯片內(nèi)部的bonding線上都會(huì)存在一定量的寄生電感,這些寄生電感的感量一般是從幾nH到幾十nH不等。

以LP6451同步Buck電路介紹寄生電感對(duì)電路的影響。

圖1是LP6451的典型應(yīng)用原理圖,LP6451采用COT控制架構(gòu),支持最高18V的直流輸入,可提供最大3A的負(fù)載電流,同時(shí)LP6451還集成了輸入欠壓保護(hù),輸出短路保護(hù),過(guò)流保護(hù),過(guò)溫保護(hù)等功能,具有電氣性能優(yōu)異,安全性好等優(yōu)點(diǎn),是一款極具性價(jià)比的同步buck控制芯片

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圖1:LP6451典型應(yīng)用原理圖

寄生電感對(duì)輸入端的影響。

在LP6451方案的輸入端,會(huì)放置2顆陶瓷電容C2,C3對(duì)輸入電壓進(jìn)行濾波,起到穩(wěn)定輸入電壓的作用。在PCB板上,從電路輸入端到電容C2和C3的兩端是通過(guò)PCB上的走線來(lái)連接的,而這些走線實(shí)際上就是存在寄生電感的,我們通過(guò)仿真軟件來(lái)看一下,在引入20nH的寄生電感L1后,電路上電時(shí),在輸入端會(huì)發(fā)生什么樣的變化。

從圖2的仿真結(jié)果來(lái)看,當(dāng)藍(lán)色的輸入電壓由0V升高到12V的時(shí)候,電容C1上的電壓并不是升高到穩(wěn)定的12V,而是變成了振蕩的正弦波,而正弦波的峰值電壓則達(dá)到了24V,是輸入電壓12V的2倍。如果這個(gè)電壓超過(guò)了電路中的元件的最高耐壓值,就會(huì)造成這些元件的損壞。

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圖2:仿真結(jié)果

這時(shí),很多工程師可能就會(huì)提出疑問(wèn),為什么在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,并不是每次都能看到輸入電容上產(chǎn)生這種振蕩呢?這是因?yàn)镻CB板上的走線,除了引入了寄生電感外,也額外引入了電阻,而這個(gè)電阻對(duì)正弦振蕩起到了阻尼衰減的作用。我們?cè)谥暗姆抡骐娐返幕A(chǔ)上額外加入了電阻R1,可以看出隨著電阻R1阻值的增加,輸入電容上的電壓衰減速度變快,最高電壓也迅速降低。

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圖3:新仿真結(jié)果

雖然在輸入端由于寄生電感產(chǎn)生的電壓振蕩可以同時(shí)被寄生電阻緩解,但我們?cè)谠O(shè)計(jì)電源時(shí),仍要時(shí)刻注意上電瞬間輸入電容上的電壓波形,以防產(chǎn)生異常的高壓,對(duì)輸入電容后面的電路元件造成損壞。

下期我們繼續(xù)介紹寄生電感對(duì)BUCK電路中開(kāi)關(guān)管的影響。

本文轉(zhuǎn)載自: 微源半導(dǎo)體微信公眾號(hào)

審核編輯 黃宇

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