buck同步整流sw点负压问题

1.前言

有人突然问我一个专业问题，我以为我知道，结果并没有，尴尬。不过我也挺喜欢别人问我问题的，因为我就又弥补一个知识短板。

2. 产生原因

sw负压问题，最开始我看成了，逆流问题，其实并不是。
下面是buck同步整流的实际等效模型，包括很多寄生电感，比如器件的引线电感，布线的寄生电感等。

负压产生的原因是：当上管关断下管导通的过程中，由于输出电感电流不能突变的特性 ，上管电流减小，下管电流增加，下管回路的寄生电感会感应出下正上负的电压，下为0，所以上也就是开关节点为负压。注意这里，下管没驱动的时候，走体二极管。
那这个感应电压与Ldi/dt，即寄生电感的大小有关，电流的变化率有关，即开关频率有关。

当然在测试时，注意探头的影响，以最小环路测试。

3. 影响

那产生这个负压有什么影响呢？

1. 上管因为过压而损坏
   因为关断时，上管D端为电源，S端为负，导致DS两端的电压过高，而损坏器件。
2. 上下管直通
   开关节点SW的电压为负，上管在关断时，Vgs可能因为s负的太多，导致上管导通，导致上下管直通，产生过流损坏管子。

4.解决方法

1. 降低上管的关断速度

• 驱动串电阻
• 上管自举驱动电路VB和CB之间外加串联电阻
• 增加上管源极外部串联的PCB引线电感

1. IC的SW管脚和开关节点之间串联电阻
   
   注意RSW放在CB电容的左边，可以不影响开通速度，放在右边会影响。
2. IC的地端串联电阻
   PWM或驱动IC的地端与输入电容的地端串联电阻，同样可以降低负压电流，实际应用中，不推荐这种方式。
3. IC的SW管脚和地之间并联稳压管

5.buck同步整流逆流问题

一般在轻载电流降为0的时候，同步整流续流管开通时，会有负向电流流过输出电感。

5.1 产生原因

轻载时，在DCM模式，续流管导通时，sw的电压为0，电流为0，由于输出电压比sw电压高，电容放电，电感流负的电流。
当续流管关断后，DS两端电压增加，增加到等于输出电压时，反向电流不再增加，借助mos的Coss释放反向能量，DS间产生很高的电压尖峰。

5.2 影响

• 轻载时，效率低，因为一直有电流流过续流管

5.3 解决方案

• 采用专门的IC，出现逆流时，关断mos
• 增大输出电感，减小逆流时间
• 续流管增加有源快速关断电路，出现电流为零时，关断续流mos。

参考文献
《轻载下不存在电流倒灌现象的正激同步整流电路研究》