反激开关MOSFET源极流出的电流精细剖析

Zedd

反激开关MOSFET源极流出的电流精细剖析

反激开关MOSFET 源极流出的电流（Is）波形的转折点的分析。

很多工程师在电源开发调试过程中，测的的波形的一些关键点不是很清楚，下面针对反激电源实测波形来分析一下。
问题一，一反激电源实测Ids电流时前端有一个尖峰（如下图红色圆圈里的尖峰图），这个尖峰到底是什么原因引起的？怎么来消除或者改善？

大家都知道这个尖峰是开关MOS开通的时候出现的，根据反激回路，Ids电流环为Vbus经变压器原边、然后经过MOS再到Vbus形成回路。本来原边线圈电感特性，其电流不能突变，本应呈线性上升，但由于原边线圈匝间存在的分布电容（如下图中的C），在开启瞬间，使Vbus经分存电容C到MOS有一高频通路，所以形成一时间很短尖峰。
+ K( z7 _% n' I" E5 u

经分析，知道此尖峰电流是变压器的原边分布参数造成，所以要从原边绕线层与层指尖间着手，可以加大间隙来减少耦合，也可以尽量设计成单层绕组。
例如变压器尽量选用Ae值大的，使设计时绕组圈数变少减少了层数，从而使层间电容变小。也可减少线与线之间的接触面，达到减少分布电容的目的。如三明治绕法把原边分开对此尖峰有改善，还能减少漏感。当然，无论怎样不能完全避免分布电容的存在，所以这个尖峰是不能完全消除的。并且这个尖峰高产生的振荡，对EMI不利，实际工作影响倒不大。但如果太高可能会引起芯片过流检测误触发。
3 K, J  V/ ~) D所以电源IC内部都会加一个200nS-500nS的LEB Time，防止误触发，就是我们常说的消隐。
问题二，开关MOS关端时，IS电流波形上有个凹陷（如下图红色圈内的电流波形的凹陷）这是怎么回事？怎么改善？
9 N2 ]" d+ A2 U8 W; E, \
说这个原因之前先对比下mos漏极电流Id与mos源极电流Is的波形。
/ y0 W1 c" X2 T9 Z* O5 ^1 ?- @实测Id波形如下

实测Is波形如下

从上面的这两个图中看出，ID比IS大一点是怎么回事？其实Is 是不等于Id的，Is = Id+Igs（Igs在这里是负电流，Cgs的放电电流如下图），那A,B 两点波形，就容易解释了。

/ M# ?# v6 m, s( `' a' d8 jId比Is大，是由于IS叠加了一个反向电流，所以出现Is下降拐点。显然要改善这个电流凹陷可以换开关MOS管型号来调节。
看了上面Id的电流波形后问题又来了，mos关断时ID的电流为何会出现负电流？如下图
. A+ g; V* x5 ?8 w! I# u' w6 o
  X. R3 `( I" q: F7 G* XMOS关断时，漏感能量流出给Coss充到高点，即Vds反射尖峰的顶点上。到最高点后Lk相位翻转，Coss反向放电，这时电流流出，也就是Id负电流部份的产生。

yxlk

原来是这么回事