３２ 日圈二二二 ！＝］譬 Ｆｅａｔｕｒｅｓ ————————一 快充次级同步整流Ｍ ＯＳ Ｆ ＥＴ 对Ｅ Ｍ Ｉ辐射干扰的影响 万国半导体元件（深圳）有限公司刘松孙国营 １．前言 输入的电压为高电压，手机内部的电 使用传统ｆｌ＇，ＪｍｉＩ１ｉ Ｕ ＳＢ接口的标 源结构必须改变，在内部要使Ｈ】一个 准允电器，＿充电电压和电流为５Ｖ／ＩＡ 高压的ＢＵ ＣＫ降压变换器，将高的输 ２．次级同步整流ＳＳＲ的工作波形和原 或５Ｖ／２Ａ，需要非常长的时间才能 入电压降低Ｎｓｖ，再给电池充电或给 理图 将火容最的电池充满。当手机和手持 手机系统供电。由于Ｂ Ｕ Ｃ Ｋ降压变换 式设备使『＝｝ｊ具有高的＿充电电流的快充 器总的输入功率大，当输出为５ｖＮ， 通常，ｆｌＹ ｂａｃ ｋ反激变换器 作模式有非连续Ｄ Ｃ Ｍ和连续模式 亢电器Ｉ｛Ｉ『，就可以极大地缩短充电时 可以输出更高的电流，从而实现快充 Ｃ ＣＭ，在ＤＣＭ模式ｒ，次级怪流二 间，提高充电的速度。 …ｊｆ『，快允具有低压火电流和高 低ｌ乜流两种类 。 的功能。 极管没有反向恢复的 题，也就足 达两种方式都需要手机和１充电器 反向电压加列■极管时，：：儆管的电 进行通信，动态的调整输出电压，满 流已经降到０，相应地， 这种条件 （１）低 人电流：输出电压使用 足快充的要求。 传统的５Ｖ，充电电流通常从４Ａ、５Ａ、 下，ＳＳＲ￣＇Ｊ，ＭＯＳＦＥＴ（ｔ＇Ｊ，＝＿ 极管和ｃＯＳＳ 在快充充电器中，所何的ｊ１二件密 对于Ｅ Ｍ Ｉ的辐射十扰没有影响。变换 ６Ａ，甚 高达８Ａ，也称为闪充、直 封任 料壳中，由于功率的提高，同 允，这种 式不改变传统的手机内部的 时为了满足热设计的要求，系统必须 电源结构，充电电压低，也不会产生安 具有低的功率损耗、高的效率平丌低的 全的 】题，但是这种方式嶝ｎ１ｉＩ１Ｉｌ＿ＵＳＢ 温升。传统的充电器山干输｝¨的功率 接口肢导线电『５【ｌ，大约３００ｍ（２， 、。ｊ充电电流太大时，线上的压降太大， 低，使 ｆｌＹ ｂａＣｋ变换器时，次级的 输出电流小，通常采用二极管栏流。 （ａ）原理图 法满足充电电 的要求，因此这种充 快充充电器由于输出的功率高，次 电方式需要定制的具有 欠接触而积的 级的输出电流火，＿二极管的正阳压降 接口平¨更粗的导线。 大，功耗大，因此不再适合采用二极 （！）高Ｉ．Ｅｔｋ￣电流：充电电流使用 管整流，而是采用低导通电阻的功率 传统的２Ａ或２．５Ａ，提高电压￣ｊｌｌ９Ｖ、 Ｍ０ＳＩ ＦＴ整流，从而降低功耗，提高 １２Ｖ，甚至１９Ｖ。这种方式可以使用传 效率。 统的ｍｉ１１＂ｉ Ｕ ＳＢ接口及导线，通过提 本丈将讨论变 器次级使ｒＨ功率 （ｂ）波形 高电压求提高充电的功牢，由于手机 ＭＯＳＦＥＴ作为同步整流管时，其特性 图１原理图和波形 今日电子・２０１７ｆｌｇｓ￣Ｊ・ｗｗｗ．ｅｐｃ．ｃｏｎ１．ｃｎ Ｆｅａｔｕｒｅｓ 器征ＣＣＭ模式 ，ＭＯＳＦＥＴ关断后， 的ＥＭ Ｉ辐射干扰，从而产生ＥＭＩ辐射 干扰的问题。 电压变化率ｄ ｖ／ｄ ｔ极大的影响系 ＭＯＳＦＥＴ内部的二极管导通续流， 当初级的主开关管开通时，反向电压 统的ＥＭＩ的性能，外加的电容越大， ＣＣＭ模式的ｆｌｙ ｂａｃｋ反激变换器 ｄｖ／ｄｔ越小，低的ｄｖ／ｄｔ有利于ＥＭＩ性 加到二极管，二极管仍然保持一定的 快充充电器的原理图如图ｌ所示，ＳＳＲ 能的提高，但外加过大的电容会影响 值，此时，二极管就要经历反向恢复 ＭＯＳＦＥＴ放在输出的低端，这样助率 效率。 的过程，在这个过程中，将会产生强 ＭＯＳＦＥＴ源极Ｓ接到输出地，不需要浮 驱电路，ＭＯＳＦＥＴ的驱动比较简单。 另外，电压变化率ｄｖ／ｄｔ和电压尖 峰与ＭＯＳＦＥＴ的ＣＯＳＳ值及ＣＯＳＳ的特性 Ｍ Ｉ的性 ＭＯＳＦＥＴ￣部关联有Ｓｃｈｏｔｔｋｙ肖特基 直接相关，它们也直接影响Ｅ 二极管和Ｒ Ｃ Ｓｎｕｂｂｅｒ吸收电路。 能。测试几个具有不同的Ｃ Ｏ ＳＳ值及不 肖特基二极管用来提高系统在 同的ＣＯＳＳ的特性的ＭＯＳＦＥＴ，可以看 中等负载的效率，ＳＳＲ ＭＯＳＦＥＴ的 到，尽管器件的耐压相同，Ｒ。 Ｉ丰目差 ｓｔｔｔ＊． ：Ｉａ●ｃ＾■●●ｒ ｈ ● ．： 的性能差别非常明显。 关断时间基于控制器的参考电压和 不大，但是ＥＭＩ＂ＫⅡ 口ｎ ＩＩ．．／ Ｌ Ｉｔ Ｉ竹 ．：Ｉ ：Ｏｌ‘＇ｌ∞・● ．Ｎ１．： ｔ＂ ： ｌ ＳＳ啦：●ｌｌＯｍ ｝＾∞－Ｓ● ：Ｉｃ ２， ， ｆ Ｉ，ｏａｌｌ＊１．１恤 ，ＩＯｔ¨ Ｉ ・／ｌｕ．；０，．２’“５１１ ｈ■‘ｈ“＿ｈ●ｔ■Ｏ■ Ｒ ｆ（】 １ Ｉｓ的比值，如果ＳＳＲ ＭＯＳＦＥＴ 图３显示了ＳＳＲ Ｍ０ＳＦＥＴ的ＶＤＳ 提前关断，肖特基二极管导通，其正 的波形和电流，测试条件为：输入 Ｃ，输出５Ｖ／３Ａ。电压变化率 向导通压降低，从而提高效率。从波 ２３０Ｖ Ａ 形可以看到，在ＳＳＲ ＭＯＳＦＥＴ关断 ｄｖ／ｄｔ极大的影响ＥＭＩ辐射的结果，从 后，输出电压不为０，并维持一段时 测试结果发现：有两个频率点容易超 …＊…… （ａ）器件１峰值：３．７９ｄＢ ¨ｅ…间，是标准的ＣＣＭ模式。 标，一个是５０ＭＨ ｚ频率左右，另一个 是８０～１００Ｍｔｔｚ频率。 ３．ＥＭＩ设计和考虑 在ＳＳＲ ＭＯＳＦＥＴ关断过程中， 由于Ｐ Ｃ Ｂ和器件封装寄生电感及寄生 电容的影响，寄生的二极管反向恢复 （ｂ）器件２峰值：５．５４ｄＢ 雹 ｌ圈＿蕊一０。 ｝一 Ｊ Ｊ－＿ ＿ ｌ Ｉ—‘车 过程中，产生电压尖峰。关断过程中 的电压变化率ｄ ｖ／ｄｔ和电压尖峰不仪 Ｄ波形 产生ＥＭＩ的问题，还会产生可靠性的 图３ ＶＤＳ和Ｉ问题。电压尖峰增加了器件承受的应 Ａ ０ Ｎ７２６２Ｅ￣Ｃ Ｏ Ｓｓ特性在设 ‘ 力，在极端条件下，还会产生雪崩的 时，内部进行了专门的优化，开关 Ｍ Ｉ噪 问题。在使用过程中，并联Ｒ Ｃ吸收电 的特性非常平缓，有利于抑止Ｅ ｔｇ．，优化的ｄｖ／ｄｔ值和优 路，就是为了减小电压尖峰，但会增 声，除了Ｃｏｓｓ……－●●●…Ｉ～………Ｉ】Ⅱ●’……ｌ】…’¨…●……● ●…，Ⅲ 加功率损耗，降低效率。Ｒ Ｃ吸收电路 化的ＣＯＳＳ特性的共同作用，可以保证 的参数要进行优化设计，以满足电压 系统在整个频率范围内通过测试的标 降额和效率的要求，图１中使用的值 准，并且具有足够的裕量，同时电压 为：Ｒ＝１０（ ，Ｃ一１ｎＦ。 …¨■ｔｔ■ｌ】 …ｌ●…Ｉ●… ｘ＊■ｑＨｌ， …●…－．……Ｉ……∞■■＊一－ ・’… ・，… ＿…Ｉ ＩＩ¨ ｈ－ ●ｐ ｔ●● …Ｈ…＊……Ｉ●Ｈ ＊¨ ｌ】………－ ｌＪ“ｈ● （ｃ）ＡＯＮ７２６２Ｅ峰值：７．０４ｄＢ 图２不同器件ＥＭＩ￣Ｉ试 尖峰也在要求的范围。 团 、ｖｗｗ ｅｐｃ．ＣＯｒｎ．ｃｎ‘２０１７年８月’今日电子
