电力电子杂论知识

米勒平台

MOS管在导通过程中，会存在栅极电压平稳或缓慢上升的一个过程，这个过程称为米勒平台，它是导致MOS管发热的元凶，是我们所说的开关损耗。

先了解一下MOS管只存在寄生电容Cgs的情况，如下图所示，当给MOS管栅极一个高电平时，由于寄生电容的关系，它会先给寄生电容充电，当Vgs>Vgs(th)时，MOS管导通，随着Vgs继续增加，MOS管等效电阻变小，流经MOS管的电流Id变大，漏极电压Vd=Vcc-Id*R也随之变小，可以看出Vd和Id同时存在的时间很短，发热损耗比较小。

但是实际情况中MOS管不止有寄生电容Cgs还存在另外一个寄生电容Cgd，按照之前的分析，当给栅极一个高电平后，给寄生电容Cgs充电，当Vgs>Vgs(th)后，MOS管导通，Id增大，漏极电压Vd=Vcc-Id*R减小，此时Cgd两端电压一增一减形成了电压差（电容d端电荷被抽走，g端补充，此时不关注Vg和Vd两点电压谁大谁小），电容电流公式为I=C*du/dt，栅极会产生一个比较大的电流流向电容Cgd，若给栅极的电压正好能满足这个电流（或满足不了），那么此时电流只会流经Cgd而不会流经Cgs，即平稳的米勒平台（但如果 Icgd < Ig，那么 Icgs 就大于0，Vg 就会继续缓慢爬升，形成缓慢上升的米勒平台），当MOS管完全打开后，米勒平台消失，Id稳定，Vd也稳定。换言之，若是米勒平台的斜率很陡，说明驱动电流很大，能继续使Vg提升；反之斜率很平缓，说明驱动能力很弱。

电感饱和电流

电感饱和电流（Inductor Saturation Current）是指电感器在工作时，电感内部的磁场达到饱和状态所能承受的最大电流。换句话说，当电流超过这个值时，电感的磁场无法进一步增加，电感的感抗（对电流变化的阻抗）会大幅下降，导致电感不再有效地限制电流变化。此时，电感器的行为将不再是理想的电感，而可能会表现为一个简单的电阻或短路。

同步、异步整流

异步整流：由于BUCK电路里续流二极管的存在，会有导通压降和功率损耗；在高频时，二极管的反向恢复特性会引起损失，进一步影响效率

同步整流：效率高，特别是在较大负载电流时。通过使用MOSFET替代二极管，可以减少导通压降，提高转换效率。由于MOSFET的低导通阻抗，它们能够显著降低开关损耗，特别是在高频工作时。（同步意味着上管关断下管就要导通，上管导通下管就要关断）

电容分类

电容分为陶瓷电容、电解电容、薄膜电容、钽电容等。

陶瓷电容：使用陶瓷材料作为介质，体积小，价格便宜，适用于低频电路和高频电路。若电路中需要容值小于22微法且耐压低于50伏的电容，基本可以选择陶瓷电容，其容值一般不超过47微法。

电解电容：通常使用铝或钽作为电极，电解质为液体或固体，具有较大的电容值。电解电容主要用于滤波场景，特别是电源滤波。它可以配合全桥电路将正弦波转换为相对平滑的波形，或与电感配合将开关管产生的PWM波转换为直流电。

薄膜电容：使用聚酯、聚丙烯等薄膜材料作为介质，具有较高的稳定性和较低的损耗。这种结构使薄膜电容具有耐压高、无极性、温度稳定性好、寿命长等独特优点，甚至在被击穿后能自愈。其唯一缺点是体积较大。薄膜电容多用于220V交流电及450V以上电压的场合，广泛应用于高频电路、音频电路以及电源滤波等。

钽电容：使用钽金属作为电极，具有较高的稳定性，通常用于对体积要求较小但需要较大电容量的场合。广泛应用于高频、精密电路，尤其是便携设备中，如手机、电脑主板等。

开关频率

芯片的开关频率对于输入电容、输出电容和电感等选型都有很大作用，越高开关频率的芯片可以选用更小的电容和更小的电感，纹波也更小；但也不是越高越好，开关频率越高，EMI变差（电磁干扰），同时开关损耗也会更多。一般来说芯片的开关频率在500k-1500k。

LDO和DC-DC

LDO和DCDC的区别

如果LDO电流很大，但是效率很低，说明发热很严重，效率损失严重，LDO的输入输出电流大致相同，所以效率比就是输入输出电压之比，而LDO内部又无任何储能元件，所以剩下的能量都以热量形式散发。

LDO纹波调节是通过快速反馈调节，纹波小；DCDC电路纹波受开关频率、电感电容值、电容电阻、二极管等等都会有影响，纹波大。

两个最主要的区别就是，LDO不能升压，同时LDO输入输出压差不能过大，功率不能过大，其余都可以按需选择。LDO便宜，纹波小，电压质量比较好。