反激电源高压MOS管尖峰电流的来源与减小方法

反激电源高压MOS管尖峰电流的来源与减小方法

一、尖峰电流的危害

1. 误触发风险：由于尖峰电流的存在，开关电源芯片需要加入前沿消隐电路以防止误触发。如果尖峰电流过高，仍有可能导致误触发。

2. EMI影响：尖峰电流（di/dt很大）对开关电源的电磁干扰（EMI）有显著影响。

3. 效率降低：尖峰电流会增大MOS开关管开通时的交越损耗，从而降低电源效率。

二、尖峰电流的来源

1. 寄生电容放电：变压器原边绕组存在层间电容和匝间电容。这些寄生电容中存储的电荷会在MOS管导通时迅速释放，产生较大的尖峰电流。

2. 副边耦合电流：副边整流二极管在从导通到反偏的过程中会产生反向恢复电流。这个电流通过变压器副边绕组耦合到原边绕组上，形成尖峰电流。需要注意的是，在连续导通模式（CCM）下才会出现反向恢复电流，而在断续导通模式（DCM）下则不会。

三、减小尖峰电流的对策

1. 减小变压器原边绕组分布电容

• 采用三明治绕法将原边绕组分开
• 减少原边绕组的匝数（例如使用Ae值较大的磁芯如PQ磁芯）
• 尽量绕制单层绕组

2. 减少副边反向恢复电流

• 对于小功率开关电源，设计在DCM模式下运行（DCM模式下无反向恢复电流）
• 使用准谐振芯片（准谐振工作模式本质上也是DCM）
• 选用反向恢复特性好的二极管，如肖特基二极管或碳化硅二极管（但需注意碳化硅二极管成本较高）