寄生電感的影響

上期我們介紹了什么是寄生電感，以及寄生電感對(duì)輸入端的影響，本期，我們來(lái)聊一下寄生電感對(duì)Buck電路中開關(guān)管的影響。

LP6451內(nèi)部集成了兩個(gè)MOS管，構(gòu)成同步Buck電路中所必須的上管和下管，同樣由于PCB上的走線，Die與芯片引腳之間Bonding線都會(huì)帶來(lái)寄生電感，我們?cè)诜治鯨P6451的MOS管應(yīng)力時(shí)，就需要把這些寄生電感都考慮進(jìn)來(lái)，而圖1就是LP6451功率部分的實(shí)際等效電路圖。

圖1：LP6451實(shí)際應(yīng)用等效圖

其中，QH和QL分別為L(zhǎng)P6451內(nèi)部集成的Buck電路的上管和下管，而LG1和LG2為輸入電容到芯片VIN和GND引腳之間的PCB走線所帶來(lái)的寄生電感，LH1和LD1為L(zhǎng)P6451的Bonding線帶來(lái)的寄生電感，LH2和LD2則分別為上下管到引腳SW的寄生電感。在上下管開關(guān)切換的過(guò)程中，這些寄生電感所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓都會(huì)對(duì)LP6451內(nèi)部的MOS管帶來(lái)額外的電壓應(yīng)力。

比如，當(dāng)上管QH開始關(guān)斷，下管QL開始導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)上管QH的電流IH逐漸減少，流經(jīng)下管QL的電流IL逐漸增加，此時(shí)，在寄生電感LG2和LD1上會(huì)產(chǎn)生左高右低的感應(yīng)電壓，寄生電感LD2上會(huì)產(chǎn)生下高上低的感應(yīng)電壓，如圖7所示。此時(shí)，我們使用示波器探頭去測(cè)量LP6451的引腳SW的波形，探頭正端接LP6451的引腳SW，地線接輸入電容的地線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)SW的最低電壓會(huì)比正常LD2體二極管導(dǎo)通時(shí)的電壓-0.7V還要更低。如果將輸入電容更加遠(yuǎn)離LP6451，那么寄生電感LG2則會(huì)變得更大，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也就越大，此時(shí)測(cè)試SW引腳的負(fù)壓值就會(huì)越大。如圖2所示，實(shí)測(cè)SW的電壓最低可以達(dá)到-4V左右。

圖2：下管開通時(shí)刻的感應(yīng)電壓

同樣，當(dāng)上管電流減小時(shí)，會(huì)使得寄生電感LG1和LH1產(chǎn)生左低右高的感應(yīng)電壓，LH2產(chǎn)生上低下高的感應(yīng)電壓，這些感應(yīng)電壓連同輸入電壓Vin會(huì)共同加在上管QH的漏極和源極之間，使得上管QH實(shí)際承受的電壓要大于Buck電路的輸入電壓。如果這些寄生電感比較大的話，上管QH就會(huì)存在擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。

下期我們將介紹寄生電感與哪些因素有關(guān)，以及我們?cè)撊绾谓档图纳姼袑?duì)電路的影響。