在芯片驱动场效应管 Q505 时,R509 这个几十 Ω 的驱动电阻起着关键作用。它能够减缓开关速度,避免场效应管在快速开关过程中承受过大的应力。如果驱动电阻太小,场效应管的开关速度会过快,可能导致管子瞬间承受过大的电流和电压,从而烧毁管子。而如果驱动电阻太大,场效应管的开关速度会变得很慢,就像在做 “慢动作”,这会使管子在开关过程中产生过多的热量,不仅降低了电路的效率,还会影响场效应管的使用寿命。因此,在选择 R509 驱动电阻时,必须进行精准的选型,以确保场效应管能够在合适的开关速度下安全运行。
当驱动信号处于下降沿时,D507 这个反向二极管就会发挥作用,它就像一个 “放电侠”,能够瞬间抽走场效应管栅极的电荷,让开关管快速、准确地截止。通过这种方式,D507 可以显著降低开关管的功耗,据测试,它能使开关管的功耗立减 50%。这不仅提高了电路的效率,还减少了开关管因功耗过大而损坏的风险。
D903 是一个 18V 稳压管,它横跨在场效应管的栅源极之间。在电路运行过程中,常常会出现各种电压尖峰,如耦合过来的浪涌电压等。这些电压尖峰可能会对场效应管的栅极造成严重的损害。而 D903 稳压管就像一个忠诚的保镖,能够专治各种电压尖峰。当出现浪涌电压时,它会将多余的电压直接泄放给大地,从而确保栅极的电压始终保持在安全范围内,让栅极从此安全无忧。
D901 齐纳二极管和 C916、R926 组成的 RC 缓冲电路是一对的搭档。齐纳二极管负责钳位漏源电压,而 RC 缓冲电路则像一个 “尖峰吸收器”。在开关瞬间,电路中会产生一些强烈的 “死亡脉冲”,这些脉冲可能会对场效应管造成致命的伤害。而 D901 + C916 + R926 黄金组合能够将这些死亡脉冲转化为安全的热能并消散掉,从而保护场效应管免受损害。
这些看似普通的元器件,实则是开关电源的隐形保镖。在开关电源电路的设计过程中,如果少了其中任何一个元件,场效应管都可能会因为承受过大的应力而损坏,就像失去了保护的战士,在战场上很容易受到伤害。因此,在设计开关电源电路时,必须充分考虑这些保护元件的作用,确保场效应管能够在安全、稳定的环境下运行。

图 1:开关电源保护电路中的关键元件分布示意图