电源提示：分七个步骤计算 RC 缓冲器

开关电源中的振铃会产生辐射和传导噪声，造成电路抖动和过度耗散，并且容易使组件过载。在音频、处理器电源和任何需要电磁干扰 (EMI) 认证的设计等应用中，振铃是一个主要问题。

通常，我们可以通过添加一个简单的电阻电容 (RC) 缓冲器来“抑制振铃”来控制电路。电源开关的电阻电容 (RC) 缓冲器设计电源开关的电阻电容RC缓冲器设计电源开关是每个电源转换器的核心其运作状况会直接决定产品的可靠度与效率为了增强电源转换器切换电路的效能电源开关上设有缓冲器以抑制电压尖波并且降低开关开启时电路电感所产生的振铃正确设计缓冲器能提高可靠度效率并且降低EMI在众多类型缓冲器中电阻电容RC缓冲器是最常用的缓冲器电路。在这篇文章中，我将概述一个七步程序，可以帮助我们在选择缓冲值时消除猜测。

在电感和电容形成电感-电容 (LC) 回路的任何开关转换器中都可能发生振铃。电感可能来自元件引线、印刷电路板走线和变压器泄漏，而电容可能来自非线性元件，例如整流器和绕组间变压器电容。

振铃频率和幅度通常是未知的，因为大多数电路寄生效应通常是未知的。发生过度振铃的两个常见位置（至少在反激式转换器等转换器中）位于整流二极管和开关 FET 两端。减少这种振铃的一种简单解决方案是使用串联 RC 电路对其进行阻尼或“缓冲”，通常直接放置在整流器或 FET 两端。

表 1 中所示的七步程序使用一种通用方法来改变振铃的谐振频率来计算电路的寄生电容 (C o ) 和电感 (L)。一旦知道了这些，就可以计算缓冲电容器 ( C snub ) 和电阻器 ( R snub )。我采用了图 1 和图 2 中的示例波形，其中 RC 缓冲器与9Vdc-57Vdc 输入、56V/20W 隔离反激参考设计中的整流器并联，但如果在 FET 上使用，过程相同。 

包含开关的输出电容和杂散电容Lp含有PCB布线的寄生电感和MOSFET引线电感来自电源元件的寄生电感和电容会形成滤波器在发生关闭暂态后立即产生共振因此会将过多电压振铃叠加到元件上，为了抑制峰值电压会在开关上采用典型RC缓冲器。电阻值必须接近需减幅的寄生共振阻抗值缓冲器电容必须大於共振电路的电容但也必须低至能将电阻的功率耗散维持在最小的程度电阻电容缓冲器的配置。

电阻电容缓冲器的配置图有一个快速的RC缓冲器设计方法，可用於较不注重功率耗散的应用。凭过往经验选择等於开关输出电容加上预估安装电容之总和两倍的缓冲器电容Csnub选择缓冲器电阻Rsnub使得Rsnub在指定切换频率fs下的功率耗散。可依此估计若此简易且实际的设计不会明显限制峰值电压即可套用最佳化程序RC缓冲器最佳化在注重功率耗散的情况下，则需使用更显着最佳化的设计方式。

首先，需测量MOSFET开关节点SW在关闭时的振铃频率Fring，在MOSFET上焊接100pF低ESR薄膜电容提高电容，直到振铃频率达到初始测量值的一半。现在由於振铃频率与电路的电感和电容乘积的平方根成反比，开关的输出电容总值增加的电容加上原本的寄生电容增加四倍，因此寄生电容Cp则为外部附加电容值的三分之一现在，即可使用下列方程式求得寄生电感Lp求得寄生电感Lp和寄生电容量Cp后，即可依据下列计算方式选择缓冲器电阻Rsnub和电容Csunb若有需要可进一步微调缓冲器电阻，以降低振铃Rsunb在指定切换频率fs下的功率耗散，透过这些计算值即可完成电源供应器开关缓冲器的设计。

图 1：未抑制的整流器振铃（顶部）和频移振铃（底部）

图 2 显示了计算值的尖峰减少和阻尼效果。我们可以通过改变C缓冲 值来调高或调低振铃。较大的C snub 值会进一步降低电压尖峰幅度，但会增加R snub的功率损耗。

或者，我们可以通过降低C snub来降低R snub的功耗，但振铃会增加。我们必须权衡可接受的电压环幅度和 R缓冲 损耗之间的权衡。

开关转换器中的无阻尼振铃会产生过多的 EMI 和过应力组件。

正确计算的 RC 缓冲器有助于解决这些问题。我希望你会发现我的七步程序很容易遵循，并且是一个很好的起点，可以帮助你消除振铃。