由于“开关”打开时的串联电容,串联电阻与“反冲”电压有很大关系。这形成了一个经典的串联 RLC 谐振电路,该电路具有通过阻抗比获得电压增益的特性
\$Q=\dfrac{|X_C|}{R} = \dfrac{|X_L|}{R}=\dfrac{\omega _0 L}{R}\$ 在谐振频率 \$\omega _0= \dfrac {1}{\sqrt{LC}}\$
对于反冲电压峰值的情况,可以证明\$|V_p| = Q * V_{dc}\$ 表示品质因数、Q(上图)和某个谐振频率下的环路电源电压 Vdc。
当 t 变为 0,V/L=dI/dt 使带有接触开关的电路断电时,由于这种寄生电容,V 不会变为无穷大。
例子
模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图
例如,考虑一个串联电路,Vdc=1V,L=1uH,R=1 Ohms,Idc=1A。如果Csw = 1pF ,刚打开时的开关电压反冲是多少?
1V , 100V, 1kV, 1e6 V 还是无限?
现在考虑对于具有 1nF 输出电容且 RdsOn << 1% 的 R=1 的 FET 开关也是如此。什么是 dV?
ps如果你学到了一些东西,然后评论你的答案。
直观的答案是,开关从导体变为一个微小的杂散电容器,这限制了电压的转换速率,电感器也限制了电流的转换速率,并且在它们的谐振频率下,电压增益 Q 在 ω0 是相反的与 R 成正比,因此更大的系列 R 会抑制电压。
答案 \$ V_p= I_{dc} \sqrt{\dfrac{L}{C}} \$ = 1A * √(1uH/1pF)= 1kV
杂项
可以证明开路阻抗就像传输线“特性阻抗” \$ Zo= \sqrt{\dfrac{L}{C}} \$
我们看到电压反冲看起来像欧姆定律。\$ V_p = I_{dc}*Z_0\$ 峰值电压 Vp,由中断感应电流产生,\$I_{dc}\$。