在反激電源的設計與應用中，功率管關閉時 DS 引腳上出現的振蕩是一個常見且不容忽視的問題。這種振蕩不僅會產生電磁干擾(EMI)，影響周邊電子設備的正常運行，還可能導致功率管的額外功耗增加，甚至縮短功率管的使用壽命，降低反激電源的整體性能和可靠性。因此，采取有效的措施減少這種振蕩至關重要。

振蕩產生的原因分析

漏感能量的釋放

反激電源中的變壓器存在漏感，當功率管關閉瞬間，儲存在漏感中的能量無法通過正常的磁路釋放，會產生一個與原電壓方向相反的感應電動勢。這個感應電動勢與電路中的寄生電容(如功率管的結電容、PCB 布線寄生電容等)相互作用，形成一個 LC 振蕩回路，從而導致 DS 引腳上出現振蕩。

寄生參數的影響

除了漏感，電路中的寄生電容和寄生電阻也對振蕩起著重要作用。寄生電容會儲存電荷，在功率管狀態(tài)變化時，電荷的充放電過程會引發(fā)電壓的波動。而寄生電阻則會在振蕩過程中消耗能量，影響振蕩的幅度和衰減速度。例如，功率管的輸出電容和變壓器初級繞組的分布電容，它們在功率管關閉時會與漏感共同作用，加劇振蕩的產生。

減少振蕩的具體措施

優(yōu)化緩沖電路設計

RCD 緩沖電路：RCD 緩沖電路是一種常用的抑制振蕩的方法。它由一個電阻(R)、一個電容(C)和一個二極管(D)組成。在功率管關閉時，漏感產生的感應電動勢通過二極管對電容充電，將能量儲存到電容中，電阻則用于消耗電容中的能量，使電容電壓逐漸降低，從而抑制振蕩。合理選擇 R、C、D 的參數至關重要，電容過大可能導致功率管開通時的電流沖擊過大，電容過小則無法有效抑制振蕩;電阻過大則能量消耗慢，電阻過小則功率損耗大。一般來說，需要根據具體的電路參數和功率管的特性，通過實驗或仿真來確定最佳的參數值。

有源鉗位電路：有源鉗位電路通過一個有源開關(如 MOS 管)和相關的控制電路來實現對漏感能量的有效回收和振蕩抑制。在功率管關閉時，有源開關導通，將漏感能量轉移到輸出端或其他儲能元件中，避免能量在振蕩回路中消耗。有源鉗位電路相比 RCD 緩沖電路，能夠更有效地提高電源效率，減少功率損耗，同時對振蕩的抑制效果也更好。然而，有源鉗位電路的設計和控制相對復雜，成本較高，需要精確的控制電路來確保有源開關的正確動作。

改進變壓器設計

降低漏感：變壓器漏感是產生振蕩的主要原因之一，因此降低漏感是減少振蕩的關鍵。在變壓器設計過程中，可以采用一些特殊的繞制工藝，如交錯繞制、三明治繞法等。交錯繞制是將初級和次級繞組交替繞制，減少繞組之間的耦合不良，從而降低漏感;三明治繞法則是將初級繞組分成兩部分，中間夾著次級繞組，這種繞法能夠有效減小漏感。此外，選擇合適的磁芯材料和結構，也有助于降低漏感。例如，采用高磁導率的磁芯材料，能夠提高磁路的導磁性能，減少漏磁，進而降低漏感。

優(yōu)化磁芯氣隙：磁芯氣隙的大小會影響變壓器的電感量和漏感。適當調整磁芯氣隙，可以優(yōu)化變壓器的性能，減少振蕩。氣隙過小可能導致磁芯飽和，增加漏感和損耗;氣隙過大則會降低電感量，影響電源的輸出特性。通過精確計算和實驗，確定合適的磁芯氣隙，可以在保證變壓器正常工作的前提下，降低漏感，減少振蕩。

合理布局 PCB

縮短功率回路：在 PCB 布局時，應盡量縮短功率管、變壓器和其他功率元件之間的連線，減小功率回路的面積。因為功率回路面積越大，寄生電感和寄生電容就越大，越容易引發(fā)振蕩。將功率管和變壓器靠近放置，并使用短而粗的導線連接，可以有效降低寄生參數，減少振蕩。

優(yōu)化布線：合理規(guī)劃 PCB 的布線，將敏感信號線路與功率線路分開，避免相互干擾。對于 DS 引腳的布線，要盡量減少其與其他線路的平行長度，防止信號耦合。同時，為了減少寄生電容，應避免在 DS 引腳附近布置過多的過孔和其他金屬線路。此外，可以在 DS 引腳周圍設置接地平面，起到屏蔽和降低寄生參數的作用。

選擇合適的功率管

不同型號的功率管具有不同的寄生參數和開關特性。在選擇功率管時，應盡量選擇結電容小、開關速度快且開關損耗低的功率管。結電容小可以減少振蕩回路中的電容分量，降低振蕩的幅度;開關速度快能夠縮短功率管的開關時間，減少能量在振蕩過程中的損耗;開關損耗低則可以降低功率管的發(fā)熱，提高電源的效率和可靠性。例如，一些新型的碳化硅(SiC)功率管，相比傳統(tǒng)的硅基功率管，具有更小的結電容和更快的開關速度，在反激電源中使用可以有效減少振蕩。

反激電源中功率管關閉時 DS 引腳上的振蕩問題需要從多個方面進行綜合考慮和解決。通過優(yōu)化緩沖電路設計、改進變壓器設計、合理布局 PCB 以及選擇合適的功率管等措施，可以有效地減少振蕩，提高反激電源的性能和可靠性。在實際的設計和應用中，需要根據具體的電路參數和應用場景，靈活運用這些方法，并通過實驗和仿真進行優(yōu)化和驗證，以達到最佳的效果。隨著電子技術的不斷發(fā)展，未來還可能會出現更多新的技術和方法來解決這一問題，為反激電源的發(fā)展提供更有力的支持。