针对电路寄生参数引发的振铃
优化 PCB 布局缩短走线长度:尽可能缩短开关与负载之间的走线,这样能减少寄生电感和电容。因为较短的走线意味着较小的电感和电容值,从而降低形成 LC 振荡回路的可能性。例如,将开关和负载芯片紧密放置,减少连接线路的长度。合理布线:避免平行走线,防止走线间的电容耦合。对于高速信号线,可以采用分层布线或者增加走线间距的方式。比如,将不同功能的信号线分开在不同的 PCB 层进行布线。增加阻尼电阻串联阻尼电阻:在开关输出端串联一个合适的电阻,能够消耗振荡能量,抑制振铃。电阻值需要根据具体电路进行调整,一般通过实验来确定最佳值。例如,在开关与负载之间串联一个几欧姆到几十欧姆的电阻。
应对传输线效应造成的振铃
阻抗匹配使用匹配电阻:在传输线的终端添加匹配电阻,使负载阻抗与传输线的特性阻抗相等,避免信号反射。例如,对于特性阻抗为 50 欧姆的传输线,在负载端并联或串联一个 50 欧姆的电阻。调整负载阻抗:如果负载阻抗无法直接匹配传输线阻抗,可以通过添加匹配网络来进行调整。比如,使用 LC 匹配网络来实现阻抗匹配。
处理负载特性导致的振铃
容性负载处理添加缓冲电阻:在开关与容性负载之间串联一个缓冲电阻,限制充电电流,减小电压变化率,从而抑制振铃。电阻值需要根据负载电容大小和开关的驱动能力来确定。例如,对于大容量电容负载,可以串联一个几欧姆到几十欧姆的电阻。使用预充电电路:在开关闭合前,先通过预充电电路对容性负载进行部分充电,减小开关闭合时的充电电流冲击。例如,使用一个小电流的恒流源对电容进行预充电。感性负载处理添加续流二极管:对于感性负载,在负载两端并联一个续流二极管,为电感中的电流提供泄放路径,避免产生过高的感应电压。例如,在继电器线圈两端并联一个二极管。增加吸收电路:使用 RC 吸收电路或 RCD 吸收电路来吸收感性负载产生的能量,抑制电压尖峰和振铃。例如,在电感两端并联一个电阻和电容串联的电路。
解决元件特性引起的振铃
降低开关速度调整驱动电路:通过改变开关的驱动电路参数,如增加驱动电阻,降低开关的上升时间和下降时间,减少信号中的高频成分,从而降低振铃的可能性。例如,在开关的驱动端串联一个电阻,增大驱动信号的上升和下降时间。选择合适的元件选用低寄生参数元件:选择寄生电感和电容较小的元件,减少电路中的寄生参数影响。例如,选择封装尺寸较小、引脚较短的芯片。
改善电源特性引发的振铃
降低电源纹波增加滤波电容:在电源输入端和输出端添加合适的滤波电容,滤除电源中的纹波。可以采用不同容值的电容并联,以提高滤波效果。例如,在电源输入端并联一个大容量的电解电容和一个小容量的陶瓷电容。使用稳压电路:采用性能更好的稳压电路,提高电源的稳定性,减少纹波对开关电路的影响。例如,使用线性稳压器或开关稳压器来提供稳定的电源。降低电源阻抗优化电源布线:加宽电源走线,减小电源的内阻和电感,提高电源的供电能力。例如,将电源走线设计得更宽,以降低电阻。使用电源去耦电容:在开关电路附近添加去耦电容,为开关提供瞬时的能量支持,减小电源阻抗的影响。例如,在开关芯片的电源引脚附近并联一个小容量的陶瓷电容。