開關管的電壓尖峰抑制方法(二)

上節我們認識了開關管的第一種電壓尖峰的抑制手段，就是利用TVS或者穩壓管工作時的電流再次對開關管的門極進行充電，讓開關管的門極的變化不在劇烈，因此能讓開關管的電壓尖峰抑制到合理的范圍。開關管還有其他的電壓尖峰抑制方式嗎?

答案是肯定有的，我們這節就要進行詳細的講解。

這種方法就是利用電阻對電壓尖峰進行分壓，然后把這個分壓電壓與提前設置的一個參考電壓比較，讓比較輸出的電壓去控制一個PMOS，讓PMOS投切電源進行門極的在充電，目的也是和上節的一樣，就是讓關斷的電壓降落的更緩慢點，不至于讓電壓尖峰產生很大的值損壞開關管。至于參考電壓的值，也是根據電壓尖峰電阻分壓計算的，需要假定最大可忍受的電壓尖峰值，根據此值進行分壓計算。

我們這里還是利用上節的原理圖進行講解

160V電壓尖峰演示電路

160V電壓尖峰

根據上面的原理我們搭建原理圖如圖所示

第二種抑制方案

我們假設我們能忍受的最大的電壓尖峰為80V，根據14.4K和100K電阻分壓就可以大概獲得10V，因此我們把10V設置為最大電壓尖峰的閾值，只要工作時，電壓尖峰的分壓超過10V，我們的電壓尖峰抑制電路開始工作，進而抑制電壓尖峰。

電壓尖峰被抑制住到了90V附近

實驗的結果表明，電壓尖峰果然被抑制了，但是和我們設計的80V有點偏差，這個偏差實際和我們選擇的控制電路中的運放和PMOS管的型號有很大關系，運放需要找個高速的運放，高速的運放能降低控制過程的時間，讓控制信號能正常的發揮作用，判斷一個運放是不是高速運放最直接的參數就是壓擺率SR，通常的單位為有伏每秒(v/s)、伏每毫秒(v/ms)、伏每微秒(v/us)，高速運放的都是伏每微秒級別的，我們最開始的仿真使用的運放也是個高速運放，壓擺率為1500v/us，但是我們還看到控制的電壓尖峰的與設計的還是有偏差，因此我們決定在來個更狠的運放，直接2500v/us，仿真結果顯示電壓尖峰被抑制到了82V左右，

高速運放電壓尖峰被抑制到了82V

但是還和我們的預設的電壓尖峰有偏差，不過變小了，偏差的原因現在就不能在換更高高速的運放了，因為成本太高了，其實我們剛才的運放的成本就很高了，30多塊一顆，如果各位觀眾老爺是土豪，就當我沒說

其實這個偏差一部分也是由于這個PMOS造成的，我們最開始使用的PMOS的導通電阻大概是16.5mΩ，隨后我們換一個更小的導通的電阻的PMOS，大概是9.6mΩ，我們再來看下仿真結果，關斷尖峰大概就是80V了，基本滿足預期了

關斷電壓尖峰為80V左右

我們為什么選擇導通電阻更小的PMOS呢?因為導通電阻越小的話，一般就是耐壓低的開關管(但也不是絕對，也要看管子的工藝了，有的耐壓低的也有大的導通電阻)，耐壓低的開關管，對應的開通閾值更低，只要門極電壓小幅度變化就能導致管子的的阻抗較小的變化。

門極電壓小幅度變化就能導致管子的的阻抗較小的變化不好理解?你可以這樣理解，不論高低壓的管子，他們的最大阻抗認為一樣，門極控制電壓最大都為15V，高壓的管子的開通閾值高，低壓的管子的開通閾值低，那么高壓的管子可以調節的電壓范圍就比低壓的窄，因為開通的閾值大，開通閾值相對15V的范圍就小，兩者之差我們記為V，最大阻抗除于前面說的這個調節電壓范圍V，這個比值是不是耐壓低的管子的更小，因此單位控制電壓變化導致管子的阻抗變化的范圍更小，也可以這樣說，低壓開關管調節的更精細。

因此選擇低壓并且導通阻抗小的PMOS就能抑制抑制電壓尖峰到我們設計的地方。

至此，我們的第二種電壓尖峰的方案講解完畢，但是該方案也有個缺點，就是會存在一個門極振蕩，門極振蕩導致電壓尖峰振蕩的問題，

電壓尖峰抑制振蕩

至于這個振蕩問題的解決，請聽下回分解!