摘要本文介绍 RC 吸收电路Snubber抑制开关振铃的原理与作用详细阐述其设计三步法确定寄生参数、选取电阻、选择电容并以 LM5119 缓冲电路为例进行实测分析强调选用高频特性好的元件以优化效果。1、什么是Snubber由于寄生参数的存在开关电源电路在开关动作瞬间会产生开关振铃。RC吸收电路也叫RC缓冲电路RC Snubber是一种电阻Rs与电容Cs串联并与开关并联连接的电路结构也称为RC吸收器。RC吸收电路用于改进电力电子器件开通和关断时刻所承受的电压、电流波形其主要作用包括抑制开关过程中产生的电压尖峰和电流尖峰、减少开关损耗、降低电压变化率dv/dt和电流变化率di/dt以及减少电磁干扰EMI。该电路在电力电子和开关电源等领域有广泛应用常用于保护晶闸管、IGBT、MOSFET等开关器件。RC吸收电路的设计需要根据具体的电路参数如工作电压、开关频率、寄生电感等选择合适的电阻和电容值通常需要在抑制效果与电路效率功耗之间进行权衡。2、设计步骤1需要确定Figure 3中的LR和CR首先测量初始振铃频率。然后在 Snubber 将要放置的位置上放置一个 Cadd如图 7 所示因此新的可测得的振铃频率表达式为以上两式中仅 LR 和 CR 为未知量故可通过两式联立解得 LR 和 CR。2选取合适的R值使得 R 值近似于注意电阻的封装应考虑散热。使得电阻功率等级大于电阻上损耗。电阻损耗表达式为3选择合适的电容值Csnub如前文所说电容值的选择是振幅抑制和控制损耗的折中。可选择以式11作为起点根据损耗情况和振幅抑制效果进行进一步的调整增大电容抑制振幅减小电容提高效率。3、LM5119缓冲电路设计实例以 LM5119 EVM 为例测试条件为 Vin 16V Vout 10V Iout 1A。通过示波器读出开关上升沿波形如Figure 8。可知f1 93MHz。在 EVM 原有的空置的 Snubber 位置上增加一个新的 220pF 的电容后。新的波形如 Figure 9f2 75MHz。故可解得 LR 7.5nHCR 387pF。由式(9)得故可取 R 2.2Ω。再由式11选择接近的 Csnub 3.3nF。最后得到的振铃波形如 Figure 10 所示可见振铃幅度大大减弱。另外值得注意的是该实验结果效果比仿真结果略差。主要原因是 Snubber 本身也会导入寄生电感削弱了 Snubber 的效果。因此在实际的操作中Snubber 电路需要尽量选择高频特性好的电阻与电容。来源硬件工程师炼成之路。如若喜欢这篇文章不妨留下您宝贵的点赞这将是对我莫大的鼓励。
