在查阅资料和研究如何解决自己的问题的过程中，我找到了用于解决开关电源设计过程中比较常见的振铃现象的文档—— 《SNUBBER DESIGN FOR NOISE REDUCTION IN SWITCHING CIRCUITS》。 顺便结合有道词典翻译一下，感觉很好。 本文详细分析了振铃产生的原因，并提供了有效的解决方案。
1 .介绍
在高频开关变换器中，处理开关噪声是设计者共同的课题。 特别是高侧场效应晶体管导通时，低侧MOS管的体二极管需要瞬间截止。 关机过程中，体二极管产生峰值反向恢复电流，突然关闭。 因为有一个小但有限的寄生电感电路，该电路在反向恢复电流中循环直到它消失。 这将导致电压过冲和开关节点发生振铃，这是不期望的。 如果过冲足够大，低侧场效应晶体管可能再次导通或进入雪崩击穿。 另一方面，振铃可能会在对地产生负尖峰，这些尖峰可能会与负载内的敏感电子部件结合，导致故障。 一个明显的解决方案是使用集成肖特基二极管的低侧场效应晶体管，如AOS SR-FET。 肖特基电路的反向恢复电流非常小，电路开始时的循环能量减少。
在系统设计过程中，降低开关噪声的最好方法是降低寄生电感。 寄生电感的来源是输入电容器和开关器件之间的长轨迹。 此外，驱动器件封装内的连接线也会产生坏电感。 应该遵循良好的布局实践，如将旁路电容器放置在非常接近开关元件引线的位置，尽量减小一次电流电路的面积等。 如果开关噪声是主要问题，则必须使用低源电感封装，如Ultra SO-8。
但是，寄生电感在实际电路中不能完全消除。 在大型复杂系统(如计算机主板)上实现理想的布局可能并不容易。 在这些情况下，振铃问题的实际解决方案是通过软件节点到达地面的缓冲区。 本节介绍如何考虑简单的RC缓冲区并设计最佳性能。
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2 .电路寄生效应
上面的原理图是同步降压转换器的简化图。 所有寄生电感都聚集在一起，显示为Lckt。 如上所述，它们包括走线电感和封装电感。 与Lck形成环路的寄生电容主要来自处于截止状态的低端场效应晶体管的输出电容Coss。
目标是计算Rsnub和Csnub的值和缓冲电阻的额定功率。 以这种方法为例进行说明。 波形由主板上的辅助同步降压转换器获得，该转换器为DDR存储器供电。 输入为5V，输出为1.8V/5A。 场效应晶体管是D-Pak的AOD484。 下图显示了电路中没有缓冲区的大振铃。 峰值超调是输入电压的3倍。
3 .缓冲阻力计算
根据经典电路理论，缓冲电阻的最佳值必须与电路的特性阻抗相等。 在这种情况下，可以从场效应晶体管数据表中得知电容值，但电感分布在整个印刷电路板上，难以预测。 一种确定Lckt的实用方法是仔细查看振铃波形并测量频率。 以上波形表示118 MHz或8.5 nS周期的振铃频率。 有：
AOD484数据表示出Vds=15V时的Coss值为142 pF。 但是Coss是Vds的函数，在低电源电压下可能会更明显地变高。 从特性曲线可以看出，我们的5V电源接近220 pF。 使用该值，Lckt被计算为8.3 nH，并且自由振荡电路的特性阻抗为sqrt(lckt/coss ) 6欧姆。 这是阻尼振动所需电阻的有效值。 假设电路中已经存在一些电阻，则可以选择5欧姆作为缓冲电阻。 (SQRT是开根号的意思) ) ) )。
4 .缓冲容量计算
缓冲器容量值是折衷。 大电容器提供过衰减，减少振荡次数。 但是，电容器储存CV*CV/2的能量，每个周期消耗。 这影响效率。 一个有用的参数是Rsnub x Csnub时间常数，表示为振铃周期字符串的倍数。 标准的做法是使用3以上的倍数。
在我们的示例中，Csnub的最小值为4.7 nF。 在主板上，选择10 nF的值以提供附加阻尼。 由于输入仅为5V，因此不会造成缓冲区的过度损耗。 下图显示了低值缓冲器(2 nF 1欧姆)的效果。 将其与右侧缓冲器进行比较，优化后的缓冲器为10纳米5欧姆。
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最后，缓冲电阻的大小应能耗散电容器中存储的能量。
请注意，Fsw是转换器的开关频率，而不是振铃频率。 在我们的示例中，开关频率为300Hz，功率损耗为37mW，低于输出功率的0.5%。
5 .结论
重复一遍，电路中的寄生电感分布在整个印刷电路板上，包括封装电感。 缓冲元件是假设有效值进行计算的，但不能在物理上进入电路以提供理想的阻尼。 减少过冲和振铃的最佳方法是通过良好的布局实践将电路中的不良电感降至最低。 选择合适的低电感封装低端场效应晶体管和/或集成肖特基体二极管可提供额外的优势。
我以前看过类似的文档《Switch Node Ring Control in Synchronous Buck Regula》，这也是为了解决开关电源的振铃现象。
由于文档很长，所以没有上传更多的图像，这两个文档都上传到了网络磁盘。
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