开关稳压器详解（七）－Buck降压型开关稳压器RC Snubber设计

由于寄生参数的存在，开关快速打开关断瞬间会产生开关振铃现象。当原理设计不合理或PCB布局不恰当的时候，振铃现象更加明显。振铃的存在，一方面可能使开关管承受的电压超过其耐压值发生击穿烧毁；另一方面开关振铃频率都在百兆级别属于高频信号，可能会带来传导辐射EMI问题，严重时会干扰开关电源自身信号或临近电源的其他信号都会收到影响，造成系统不稳定。 下图是常见的开关电源开关节点的开关波形，由图可知上管导通瞬间会有不同程度的振铃现象，且峰值电压较高。所以尽可能地抑制开关振铃是开关电源设计中一个很重要的环节。

目前常用的优化措施有：

• 优化PCB 布局布线,减少寄生参数
• 非同步式选择反向性能好的二极管
• 增加Snubber电路

Snubber电路是最有效的抑制开关节点峰值电压，且能改变振铃频率的最有效方法。本篇文章将介绍下RC Snubber电路及电阻电容该如何取值。

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下图是包含寄生电感和电容的电路，RC Snubber放置在SW节点与GND之间，如下图蓝色框内示意。

首先由于开关过程在极短时间（从数个纳秒至数十个纳秒） 完成，在此过程中电感 L 的电流几乎不变，
故 L 和 Lp2（包括串联的 Lp6）不参与振铃。其次，在振铃使得幅值超过 Vi后，上管 MOSFET 的沟道已完全打开，$C_Q$被短路，也不参与振铃。 该电路可等效成图下图中 LC 谐振电路，新的 $L_R$和 $C_R$为 Lp1、 Lp5， Lp3, Lp4, $C_D$等所有参与振铃的寄生感容的复合值。

根据阻尼振荡电路可得:

R≥$\frac{1}{2}\sqrt{\frac{L_R}{C_R}}$

下图仿真了不同阻值的开关节点峰值电压对比，仿真条件 Lp1=Lp5=10nH, Lp3=Lp4=2nH,$C_{snub}$=10nF，$C_D$=200pF.

当R=$\frac{1}{2}\sqrt{\frac{L_R}{C_R}}$