噪声对策:缓冲电路、自举电阻、栅极电阻

本文是分两次介绍噪声对策的第二次介绍。本次要介绍的对策是通过增加降噪电路或增加部件来降低噪声的三个方法。

增加缓冲电路

增加缓冲电路是降低噪声的常用手法。本文中采用在输出端增加缓冲电路,其实在输入端也可以增加。在本例中,通过在开关节点增加RC,起到将开关引发的高频振铃引到GND的作用。

但是,增加缓冲电路会产生损耗。为了增加效果而提高电容器的容值的话,电阻需要能够容许其功率。下面为缓冲电路损耗的公式和计算示例。

缓冲电路损耗的公式和计算示例

损耗计算示例) 缓冲电阻10Ω、缓冲电容1000pF、输入电压12V、振荡频率1MHz时的
电阻容许损耗

缓冲电路损耗  P = C ×V2 × fsw

1000pF × 122 × 1MHz = 0.144W ⇒ 电阻的额定功率需要在MCR18(3216):0.25W以上

在自举电路插入电阻

在高边开关使用Nch MOSFET的IC中,有BOOT引脚(不同的IC其名称可能不同)。它具有将输出电压供给自举电路(多内置于IC中),并为高边MOSFET提供足够的栅极驱动电压的功能。由于BOOT引脚连接于开关节点,因此通过在这里插入电阻,可减缓高边MOSFET导通时的上升速度,从而可抑制开关导通时的噪声。缺点是开关时间变慢,使MOSFET的开关损耗会增加。

在自举电路插入电阻

在高边MOSFET的栅极插入电阻

这是通过在高边MOSFET的栅极驱动器和栅极间插入电阻,来限制栅极电荷,使高边MOSFET的上升和下降平缓(俗话也称“钝化”等),从而降低ON/OFF时噪声的方法。与在自举电路增加电阻一样,MOSFET的开关损耗会增大。但是,这种方法无法用于开关内置型IC。这是只适用于使用了开关外置型控制器IC的结构中的方法。

在高边MOSFET的栅极插入电阻

下一篇文章将对PCB布局相关内容进行总结。

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