RC Snubber吸收电路原理详解
在之前一篇文章中我们花了很大篇幅讲述了串联rlc的零输入响应和零状态响应的振荡原理，这是因为电源相关的实际电路中存在的振荡（或者说是振铃）很多都是这个原因。比如前文中描述的buck电源电感在dcm模式下工作时，当主开关管关断，续流二极管工作时，电感电流为0时，开关节点处的电压会存在一段时间的衰减振荡；buck电源开关节点在主开关管导通，二极管（或同步开关管）关断时的电压尖峰振铃；还有反激开关电源漏感导致的开关节点电压尖峰振荡等等。上述这几种情形的本质机理都是rlc的欠阻尼振荡。
实际电路设计中需要对rc参数进行合理选取，才能达到理想的效果。当然如果规格书中有推荐值的话是最好的，可以先按照规格书确定参数，然后根据实际效果再进行微调。但是我们有必要了解参数大小对实际效果的影响，才能使调试不至于盲目进行。
以常见的buck电源开关节点处如图1中红圈所示，在主开关管sw导通，续流二极管d（或者mos管）关闭时会出现类似如图2所示的尖峰振荡波形。由于实际电路存在寄生电感（比如走线或者器件封装等原因导致），当sw开关管导通时，等效电路如图3所示，l1为寄生电感，c1为续流二极管的结电容或者下侧mos管的漏源极寄生电容，r1为走线电阻，值很小。r2和c2为rc snubber吸收电路，虚线框内的是buck电路本身的滤波电感电容和负载。由于滤波电感l2取值较大，并且开关频率很高，开关管开通时间很短，所以可以近似认为流经l2大电感的电流不变。因此，在没有rc吸收时的电路就可以等效为串联rlc零状态响应，由于电源走线一般都比较粗短，走线电阻较小，就对电容形成了欠阻尼衰减振荡充电。
图1
图2
图3
在并联rc吸收电路后，我们可以近似如下分析，来获悉rc参数大小对振铃抑制效果的影响：
确定电阻r2。首先，实际电源电路的走线都比较粗短，所以电阻r1较小，我们暂时先忽略不计；然后，先考虑只并联电阻r2，这样就形成了如图4所示的rlc并联电路（大电感l2的滤波电路形式也是这样，包括开关电源的最后一级基本都可以等效为此电路），这是控制系统中典型的二阶阻尼系统，其品质因素
（串联rlc的品质因素q为其倒数，等于），要想振铃峰值越小，q值应该也越小，则r2值应该较小。但r2不能太小，假设r2趋向于0，则rc吸收就只有电容c2了，就变成了c1和c2并联，形成lc串联振荡了。因此，r2有一个相对值，ti参考文档给出的意见是，可以先理论假设，然后再根据实际效果进行微调。
图4
确定电容c2。定好r2之后，暂时将其忽略不计，只考虑c2，c2和c1并联最终还是rlc串联电路，根据其品质因素
可知，理论上电容c2越大，q值越小，振荡的抑制效果越好，从另一个角度也很容易理解，电容越大，电压越不容易发生突变。但是当c2值增大到一定程度之后，对应的容抗值已经很小，其值相对r2来说已经不大，所以影响甚微。另一方面，c2越大，电源的效率会越低，因为电容c2的充放电过程会在电阻r2上形成功率损耗。
知道了吸收电路参数对振荡抑制效果的影响后，就可以设定一个初值，然后根据实际效果进行调整，直到满意为止。
ti的文档有提供一个方法可以参考，现分享步骤如下：
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以常见的buck电源开关节点处如图1中红圈所示，在主开关管sw导通，续流二极管d（或者mos管）关闭时会出现类似如图2所示的尖峰振荡波形。由于实际电路存在寄生电感（比如走线或者器件封装等原因导致），当sw开关管导通时，等效电路如图3所示，l1为寄生电感，c1为续流二极管的结电容或者下侧mos管的漏源极寄生电容，r1为走线电阻，值很小。r2和c2为rc snubber吸收电路，虚线框内的是buck电路本身的滤波电感电容和负载。由于滤波电感l2取值较大，并且开关频率很高，开关管开通时间很短，所以可以近似认为流经l2大电感的电流不变。因此，在没有rc吸收时的电路就可以等效为串联rlc零状态响应，由于电源走线一般都比较粗短，走线电阻较小，就对电容形成了欠阻尼衰减振荡充电。
图1
图2
图3
在并联rc吸收电路后，我们可以近似如下分析，来获悉rc参数大小对振铃抑制效果的影响：
确定电阻r2。首先，实际电源电路的走线都比较粗短，所以电阻r1较小，我们暂时先忽略不计；然后，先考虑只并联电阻r2，这样就形成了如图4所示的rlc并联电路（大电感l2的滤波电路形式也是这样，包括开关电源的最后一级基本都可以等效为此电路），这是控制系统中典型的二阶阻尼系统，其品质因素
（串联rlc的品质因素q为其倒数，等于），要想振铃峰值越小，q值应该也越小，则r2值应该较小。但r2不能太小，假设r2趋向于0，则rc吸收就只有电容c2了，就变成了c1和c2并联，形成lc串联振荡了。因此，r2有一个相对值，ti参考文档给出的意见是，可以先理论假设，然后再根据实际效果进行微调。
图4
确定电容c2。定好r2之后，暂时将其忽略不计，只考虑c2，c2和c1并联最终还是rlc串联电路，根据其品质因素
可知，理论上电容c2越大，q值越小，振荡的抑制效果越好，从另一个角度也很容易理解，电容越大，电压越不容易发生突变。但是当c2值增大到一定程度之后，对应的容抗值已经很小，其值相对r2来说已经不大，所以影响甚微。另一方面，c2越大，电源的效率会越低，因为电容c2的充放电过程会在电阻r2上形成功率损耗。
知道了吸收电路参数对振荡抑制效果的影响后，就可以设定一个初值，然后根据实际效果进行调整，直到满意为止。
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