如何计算开关电路中的RC-Snubber参数
如何计算开关电路中的RC-Snubber参数
在开关电路设计中，RC-Snubber电路是一种常用的解决方案，用于抑制由寄生参数引起的电磁干扰（EMI）。本文将详细介绍如何通过7个步骤计算RC-Snubber电路的参数，包括寄生电容、电感以及Snubber电路中的电容和电阻。
在实际的开关电路中，会存在很多的寄生参数，当高边开关被打开或关闭时，在寄生电感器中积累的能量会在输入回路中引起共振，并且，寄生元件的非常小的值就可以使共振频率超过几百MHz，导致EMI的恶化，常用的解决措施是在开关节点上增加阻容缓冲电路-RC Snubber。
如下表所示的7个步骤使用了一种常见的方法（参考文献[1]），即改变振铃的谐振频率来计算电路的寄生电容（Co）和电感(L)，进而就可以计算出snubber电路中的电容（Csnub）和电阻（Rsnub）。
一个典型案例描述如下（参考文献[2]）：
用示波器测量开关节点处的谐振频率，在这个例子中，测量得到频率为217.4 MHz；
将开关节点与接地之间的电容CP0连接起来，如图所示，并确定一个使振铃频率可以降低2倍时的电容值，即217.4 MHz的一半频率，作为实验结果，观察到一个680 pF的CP0电容，可以使振铃频率降低到108.7 MHz；
由于CP0的引入，导致谐振频率降低了50%，根据Step 4的公式，可知寄生电容CP2的计算如下：
再根据Step 5的公式，可知寄生电感Lp的计算如下：
根据Step 7的公式，计算共振的特性阻抗，为了简化计算，不考虑任何线路的损耗，只使用理想的实际值：
为了减弱振铃，需要将缓冲电阻Rsnub设置为等于谐振Z的特性阻抗，在本例中，选择的值为3.3Ω。
根据Step 6的公式，选择比寄生电容CP2大3倍的缓冲电容Csnub，本例中，对1~4倍的电容进行了对比，由于实际选型的容值限制，最终选择470pF、680pF、1000pF进行了结果对比，结果显示RC snubber的应用可以抑制振铃，并且在电容为680 pF时得到了最好的波形改善效果。
最后，还需要对器件的功耗进行计算，在本例中，输入电压VIN为5V，开关频率fSW为1 MHz，Rsnub的消耗功率计算如下：
建议使用额定功率大于计算功率2倍的缓冲电阻。
参考文献
[1]Technical Article - Power Tips: Calculate an R-C Snubber in Seven Steps, TI;
[2]Switching Regulator Series - Snubber Circuit for Buck Converter IC, ROHM.
本文原文来自CSDN