針對電路寄生參數引發的振鈴
優化 PCB 布局縮短走線長度:盡可能縮短開關與負載之間的走線,這樣能減少寄生電感和電容。因為較短的走線意味著較小的電感和電容值,從而降低形成 LC 振蕩回路的可能性。例如,將開關和負載芯片緊密放置,減少連接線路的長度。合理布線:避免平行走線,防止走線間的電容耦合。對于高速信號線,可以采用分層布線或者增加走線間距的方式。比如,將不同功能的信號線分開在不同的 PCB 層進行布線。增加阻尼電阻串聯阻尼電阻:在開關輸出端串聯一個合適的電阻,能夠消耗振蕩能量,抑制振鈴。電阻值需要根據具體電路進行調整,一般通過實驗來確定最佳值。例如,在開關與負載之間串聯一個幾歐姆到幾十歐姆的電阻。
應對傳輸線效應造成的振鈴
阻抗匹配使用匹配電阻:在傳輸線的終端添加匹配電阻,使負載阻抗與傳輸線的特性阻抗相等,避免信號反射。例如,對于特性阻抗為 50 歐姆的傳輸線,在負載端并聯或串聯一個 50 歐姆的電阻。調整負載阻抗:如果負載阻抗無法直接匹配傳輸線阻抗,可以通過添加匹配網絡來進行調整。比如,使用 LC 匹配網絡來實現阻抗匹配。
處理負載特性導致的振鈴
容性負載處理添加緩沖電阻:在開關與容性負載之間串聯一個緩沖電阻,限制充電電流,減小電壓變化率,從而抑制振鈴。電阻值需要根據負載電容大小和開關的驅動能力來確定。例如,對于大容量電容負載,可以串聯一個幾歐姆到幾十歐姆的電阻。使用預充電電路:在開關閉合前,先通過預充電電路對容性負載進行部分充電,減小開關閉合時的充電電流沖擊。例如,使用一個小電流的恒流源對電容進行預充電。感性負載處理添加續流二極管:對于感性負載,在負載兩端并聯一個續流二極管,為電感中的電流提供泄放路徑,避免產生過高的感應電壓。例如,在繼電器線圈兩端并聯一個二極管。增加吸收電路:使用 RC 吸收電路或 RCD 吸收電路來吸收感性負載產生的能量,抑制電壓尖峰和振鈴。例如,在電感兩端并聯一個電阻和電容串聯的電路。
解決元件特性引起的振鈴
降低開關速度調整驅動電路:通過改變開關的驅動電路參數,如增加驅動電阻,降低開關的上升時間和下降時間,減少信號中的高頻成分,從而降低振鈴的可能性。例如,在開關的驅動端串聯一個電阻,增大驅動信號的上升和下降時間。選擇合適的元件選用低寄生參數元件:選擇寄生電感和電容較小的元件,減少電路中的寄生參數影響。例如,選擇封裝尺寸較小、引腳較短的芯片。
改善電源特性引發的振鈴
降低電源紋波增加濾波電容:在電源輸入端和輸出端添加合適的濾波電容,濾除電源中的紋波。可以采用不同容值的電容并聯,以提高濾波效果。例如,在電源輸入端并聯一個大容量的電解電容和一個小容量的陶瓷電容。使用穩壓電路:采用性能更好的穩壓電路,提高電源的穩定性,減少紋波對開關電路的影響。例如,使用線性穩壓器或開關穩壓器來提供穩定的電源。降低電源阻抗優化電源布線:加寬電源走線,減小電源的內阻和電感,提高電源的供電能力。例如,將電源走線設計得更寬,以降低電阻。使用電源去耦電容:在開關電路附近添加去耦電容,為開關提供瞬時的能量支持,減小電源阻抗的影響。例如,在開關芯片的電源引腳附近并聯一個小容量的陶瓷電容。