寄生電感的介紹

不知道大家在調試電路的時候，有沒有遇到這種情況，就是板子上所有的元器件參數和焊接都是正確的，可是通電以后，電路中的某些器件立馬就發生了損壞。這種現象很有可能跟電路中一種隱藏的東西有關 -- 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。一般來說，有導線的地方就會有寄生電感，比如PCB上的銅線、過孔，甚連芯片內部的bonding線上都會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。

圖1：LP6451典型應用原理圖

在LP6451方案的輸入端，會放置2顆陶瓷電容C2，C3對輸入電壓進行濾波，起到穩定輸入電壓的作用。在PCB板上，從電路輸入端到電容C2和C3的兩端是通過PCB上的走線來連接的，而這些走線實際上就是存在寄生電感的，我們通過仿真軟件來看一下，在引入20nH的寄生電感L1后，電路上電時，在輸入端會發生什么樣的變化。

從圖2的仿真結果來看，當藍色的輸入電壓由0V升高到12V的時候，電容C1上的電壓并不是升高到穩定的12V，而是變成了振蕩的正弦波，而正弦波的峰值電壓則達到了24V，是輸入電壓12V的2倍。如果這個電壓超過了電路中的元件的最高耐壓值，就會造成這些元件的損壞。

圖2：仿真結果

這時，很多工程師可能就會提出疑問，為什么在實際的應用過程中，并不是每次都能看到輸入電容上產生這種振蕩呢？這是因為PCB板上的走線，除了引入了寄生電感外，也額外引入了電阻，而這個電阻對正弦振蕩起到了阻尼衰減的作用。我們在之前的仿真電路的基礎上額外加入了電阻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。

圖3：新仿真結果

雖然在輸入端由于寄生電感產生的電壓振蕩可以同時被寄生電阻緩解，但我們在設計電源時，仍要時刻注意上電瞬間輸入電容上的電壓波形，以防產生異常的高壓，對輸入電容后面的電路元件造成損壞。

下期我們繼續介紹寄生電感對BUCK電路中開關管的影響。