[发明专利]一种改善MOSFET振铃电源效率的方法

说明书

本发明提供了一种改善MOSFET振铃电源效率的方法，主要是在门级电阻R1处并联一个反向的二极管D2，所述的门级电阻R1位于Buck线路上MOSFET的Gate极。在增加的生产成本基本上可以忽略不计的情况下，不仅没有影响Buck线路MOSFET振铃效果的，反而提高了Buck线路的整体效率近0.4％，降低了系统损耗，大大增强了产品的竞争力。

技术领域

本发明主要涉及CPU电源设计环节，尤其涉及一种改善MOSFET振铃电源效率的方法。

背景技术

随着服务器CPU对运算性能的提高，其功率要求也越来越大，随之带来的就是对CPU供电的BUCK线路中功率器件性能的提升，控制管能够以大于10kv/us的速度进行电压切换。然而，开关速度越快，开关噪声则越大。特别是当控制管打开而同步管关闭时，环路电感，环路电阻以及同步管的输出电容组成一个RLC回路，并会在谐振频率下震荡。震荡会导致电压的过冲以及在开关节点上的振铃。而在设计中一般都倾向于百分之八十的电压裕量，这就意味着MOSFET源极和漏极之间的最大电压不应该超过其击穿电压的80％。比如，击穿电压为25V的MOSFET，在任何时候其漏源两端的电压不应该超过20V。所以，电源设计者需要对电路进行特别设计，防止振铃造成的电压尖峰超过电压裕度的要求。

在现有的设计中，为了降低在MOSFET开关过程中产生的振铃现象，主要通过使用门级电阻来降低开关管的开关速度来实现的,但同时也会降低关断速度，造成不必要的开关损耗,严重影响了系统功耗。尤其是对服务器这种大功率，不间断使用的设备，1％的系统功耗就意味着几万的损失，而在大的服务器需求商的招标中，服务器功耗每增加1万，竞价价格就要降低100元以上，这就意味着一台服务器竞价要比竞争对手低几百元，大大降低了自身的竞争力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种改善MOSFET振铃电源效率的方法，通过给门级电阻并联一个二极管，在不影响降低Buck线路MOSFET振铃效果的情况下，提高了Buck线路的整体效率，大大增强了服务器的竞争力。

本发明采用以下技术方案：

一种改善MOSFET振铃电源效率的方法，其特征在于，在门级电阻R1处并联一个反向的二极管D2，所述的门级电阻R1位于Buck线路上MOSFET的Gate极。

进一步的，门级电阻R1阻值的选择标准为：振铃情况的严重程度与门级电阻R1的阻值大小成正比，即振铃情况越严重，选取门级电阻R1的阻值越大。

进一步的，所述的门级电阻R1的阻值不大于3.3欧姆。

优选的，所述的门级电阻R1为以下阻值中的一种：1.1欧姆、2.2欧姆、3.3欧姆。

进一步的，当Buck线路上没有振铃情况时，门级电阻R1选用0欧姆电阻。

进一步的，所述的二极管D2满足以下条件：二极管D2的正向导通电压不大于0.5V、耐电流大于0.5A。

进一步的，二极管D2的正向导通电压满足以下选择标准：在满足电路导通要求的情况下，二极管D2的正向导通电压越小越好。

本发明的有益效果是：

1、通过给门级电阻R1处并联一个反向的二极管D2，在增加的生产成本基本上可以忽略不计的情况下，不仅没有影响Buck线路MOSFET振铃效果的，反而提高了Buck线路的整体效率近0.4％，降低了系统损耗，大大增强了产品的竞争力。

2、设定了R1阻值选取范围并提供了1.1欧姆，2.2欧姆，3.3欧姆三种具体的阻值，在振铃越严重时选取阻值越大的电阻，减少了阻值选取的时间，提高了设计效率，同时，3.3欧姆的上限设计，减小了电阻太大对于功耗损失的影响，避免由于电阻过大，让Q1的开启过缓而造成Q1长时间工作在半导通状态，降低了Q1烧毁的风险。