MOS管振铃现象及其解决方案

MOS管振铃现象及其解决方案

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Yf18005429102/article/details/144513582

1. 什么是振铃

使用MOS管作为电子开关的电路如下图所示：

理想情况下，单片机输出的PWM波形应该是规整的方波信号。但在实际应用中，却出现了如下图所示的不稳定波形。这种在上升沿和下降沿出现的不同程度的小段震荡现象，被称为MOS管的振铃。如果振铃的峰值超过栅极（G端）的耐压值，栅源之间（GS）就可能被击穿，导致MOS管损坏。要判断振铃峰值是否会击穿MOS管，需要查看下图所示手册中的VGS参数。

下图所示型号的MOS管G与S之间最大电压为20V，超过这个电压就容易造成MOS管损坏。

2. 振铃如何产生

振铃现象的产生机制类似于LC振荡电路。要形成LC振荡，必须满足三个条件：电容、电感和电源。

• 电容：G和S之间的pF级别小电容
• 电源：IO口输出的PWM波，在PWM波上升沿期间，电容会被充电；在下降沿期间，电容会放电。从示波器图像可以看到，振铃主要发生在PWM波上升沿和下降沿之后的一段时间。
• 电感：电路中的多匝线圈会产生较大的电感值。虽然电路回路看起来只有一匝，但这种分布在整个电路中的电感被称为寄生电感或杂散电感。

当这些条件同时满足时，就会形成LC振荡回路，从而产生振铃现象。

3. 如何减小振铃现象

为了减小或消除MOS管的振铃现象，可以采取以下措施：

1. 减小杂散电感：在PCB布线时，尽量减小环路面积和环路周长。驱动电路应尽量靠近MOS管，以缩短信号传输路径。

2. 并联TVS二极管：在GS两端并联瞬变电压抑制二极管（TVS），可以将电压限制在安全范围内，防止过压击穿。

3. 添加小电阻：在电路中添加类似R2的小电阻，可以消耗振荡能量，减小振铃幅度。但需要注意的是，电阻值并非越大越好，过大的电阻会导致MOS管发热。

通过上述方法，可以有效减小MOS管的振铃现象，提高电路的稳定性和可靠性。