大功率BUCK变换器电压尖峰抑制小技巧分享

BUCK变换器在目前的很多开关电源产品中都是非常常见的重要元件，然而，在进行新产品的设计时，工程师还需要及时解决BUCK变换器工作中所面临的电压尖峰问题。本文将会为大家介绍一种简单实用的变换器电压尖峰抑制技巧，下面就让我们一起来看看吧。

在利用BUCK变换器进行大功率的开关电源产品设计过程中，工程师可以通过在直流母线侧并联吸收电容的方式，有效抑制变换器的电压尖峰问题。下图图1所展示的是一个BUCK变换器的基础电路原理图，图2所展示的是开关管关断时输入回路的等效电路实例。可以看到，在输入端靠近开关管的直流母线上并联一个电容CZ，对抑制开关管两端电压尖峰有一定的效果。

图1 电路原理图

图2 开关管关断时输入回路的等效电路

在图2所展示的这一等效电路中，我们假设在BUCK变换器的开关管V关断时刻，此时输入电流（电感LS的电流）为II，电容CZ上的初始电压为Ui，关断后则有公式为：

对以上两个公式进行解析，并且考虑到初值设置，可得到公式：

显然，这一公式的最大值为：

由该公式可以得出结论，在大功率的BUCK变换器正常运行中，在杂散电感LS存在的情况下，如果不采取任何措施，例如不加缓冲电容CZ（相当于CZ→0），则uZmax→∞（理想情况），这样就非常容易产生很大的电压尖峰。在其它条件一定的情况下，输入电流II越大，则uZmax越大，即电压尖峰问题容易在大功率、大电流电路中出现，这与经验常识也是一致的。

当在大功率的BUCK变换器的直流母线侧并入一个电容CZ以后，上文中所提到的这一情况就会得到非常大的改善，由上文中的公式可见，CZ越大对电压尖峰的抑制效果越明显。考虑到成本问题，CZ也不是越大越好。LS的精确数值通常是不知道的，CZ的取值通常要通过实验来选取。在选择电容CZ时，要选择高频特性好的无感电容。