寄生电感对Buck电路中开关管的影响

上期我们介绍了什么是寄生电感，以及寄生电感对输入端的影响，本期，我们来聊一下寄生电感对Buck电路中开关管的影响。

寄生电感对开关管的影响

LP6451内部集成了两个MOS管，构成同步Buck电路中所必须的上管和下管，同样由于PCB上的走线，Die与芯片引脚之间Bonding线都会带来寄生电感，我们在分析LP6451的MOS管应力时，就需要把这些寄生电感都考虑进来，而图1就是LP6451功率部分的实际等效电路图。

图1：LP6451实际应用等效图

其中，QH和QL分别为LP6451内部集成的Buck电路的上管和下管，而LG1和LG2为输入电容到芯片VIN和GND引脚之间的PCB走线所带来的寄生电感，LH1和LD1为LP6451的Bonding线带来的寄生电感，LH2和LD2则分别为上下管到引脚SW的寄生电感。在上下管开关切换的过程中，这些寄生电感所产生的感应电压都会对LP6451内部的MOS管带来额外的电压应力。

比如，当上管QH开始关断，下管QL开始导通时，流经上管QH的电流IH逐渐减少，流经下管QL的电流IL逐渐增加，此时，在寄生电感LG2和LD1上会产生左高右低的感应电压，寄生电感LD2上会产生下高上低的感应电压，如图7所示。此时，我们使用示波器探头去测量LP6451的引脚SW的波形，探头正端接LP6451的引脚SW，地线接输入电容的地线，就会发现SW的最低电压会比正常LD2体二极管导通时的电压-0.7V还要更低。如果将输入电容更加远离LP6451，那么寄生电感LG2则会变得更大，产生的感应电压也就越大，此时测试SW引脚的负压值就会越大。如图2所示，实测SW的电压最低可以达到-4V左右。

图2：下管开通时刻的感应电压

同样，当上管电流减小时，会使得寄生电感LG1和LH1产生左低右高的感应电压，LH2产生上低下高的感应电压，这些感应电压连同输入电压Vin会共同加在上管QH的漏极和源极之间，使得上管QH实际承受的电压要大于Buck电路的输入电压。如果这些寄生电感比较大的话，上管QH就会存在击穿的风险。

审核编辑：郭婷