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科技交流

吸收电路在模拟电路设计中的技术研究

吴岳芬

摘要：针对模拟电路实际设计中，电子器件容易损坏的问题，研究了几种不同的吸收电路，通过在器件两端并联电容、电阻
以及二极管等措施来改善其电压和电流尖峰脉冲，最后通过 PSPICE 仿真软件验证了理论分析的正确性。

1 引言 容结构的电路开关管漏源两端间的电压波形。
在模拟电子技术中，电子器件如果工作在硬开关状态，由 第二种情况：电阻与电容串联，电阻与电容串联组成，跨
于电压和电流的开通和关断有一个过程，从而会导致下面两个 接在场效应管管两端。当场效应管关断时，分布电感储存能量
不好的结果，第一：过大的电流对开关器件造成冲击，从而会 转移到吸收电容，限制了场效应管上的电压尖峰；当场效应管
造成电子器件的损坏；第二：电路产生尖峰电压或建峰电流， 开通时，储存在吸收电容上的能量通过电阻放电。结构的电路
从而会影响电路正常工作。因此在实际电路设计中，应该极力 场效应管漏源两端间的电压波形与漏极电流的仿真波形。可以
避免这种情况，比如采用一些保护措施去克服此种情况，本文 看到，场效应管并联电容与电阻串联吸收电路可以使场效应管
以二极管和 MOS 场效应管为例，通过采用不同的吸收电路对抑 上的电压和电流的干扰波动明显减小。
制电子器件两端的电压以及流过其的电流所产生的尖峰脉冲有 第三种情况：电阻先并联二极管再串联电容，吸收电路由
显著抑制作用，论文最后最后通过 PSPICE 仿真软件对理论分析 电阻与快恢复二极管并联后与电容串联组成。
分析进行了验证论证。 与上面两种方式不同在于快恢复二极管可箝位瞬变电压，
从而抑制了谐振的发生。因此，采用该电路不会引起大的振荡。
2 二极管采用吸收电路的仿真研究 下场效应管漏源两端间电压的仿真波形，场效应管的漏极电流，
对于二极管的吸收电路具有两种形式：二极管并联电容 从仿真图可以看出场效应管漏源两端的电压波形和流过漏源的
器，二极管并联电容与电阻串联的组合。为了使续流环节具 电流波形几乎没有尖峰脉冲，起到了良好的效果。
有良好的电磁兼容性，二极管采用快恢复二极管，以确保输
出理想的直流信号。以下对二极管采用两种吸收方式的电路 4 结束语
在 PSPICE 中进行仿真比较。第一种情况：将二极管与电容并 本文以二极管和 MOS 场效应管为例，研究了在并联电容、
联，其中 C=0.015μH，考虑电路中的寄生电感，得到吸收电 并联电容和电阻以及电阻先并联二极管再串联电容三种吸收电
路。从仿真结果上可以看出，二极管的电流有尖峰，吸收效 路对电子开关器件的影响，结论得出当二极管采用并联电容和
果不理想。 电阻的吸收电路，流过二极管的电流尖峰明显减少。当场效应
第二种情况，将二极管与电容、电阻串联的组合并联， 管采用开关管电阻先并联二极管再串联电容的吸收电路抑制尖
其中 C=0.015μH，R=100Ω，考虑电路中的寄生电感，电流 峰电压脉冲和电流脉冲效果最好，为模拟电路的实际设计提供
仿真结果可以看到，二极管并联电容与电阻串联吸收电路可 了理论依据。
以使二极管电流波形中的振荡得到良好的改善，几乎没有尖
峰脉冲。

3 场效应管采用吸收电路的仿真研究 参考文献
MOS 场效应管的吸收电路存在以下几种形式：开关管两端 [1] 璩克旺 , 陶生桂 , 毛明平 . 开关电源的抗干扰技术 [J]. 电
直接并联电容器，开关管两端并联串联的电容与电阻，开关管 工技术杂志 ,2003,10,25-28.
并联电阻和二极管先并联再 与电容器串联的组合。对场效应管 [2] 孙国印 . 功率模块应用中过电压的抑制 [J]. 电力电子技
采用三种吸收方式的电路进行仿真比较。第一种情况：并联电容， 术 ,2002,8: 51-56.
由场效应管与一个无感电容并联构成的电路图。 [3] Rahul Chokhawala, Saed Sobhni.Switching Voltage
当系统容量增大时，电容上的充放电电流将超过电容能够 Transient Protection Schemes for Current MOSFET
承受的极限。因此，该电路只能应用于小功率场合，对抑制瞬 Modules.IEEE Transactions on Power Electronics,Vol.EMC-
变电压非常有效且成本较低。此外，随着功率级别的增大，这 10, P225-231.
种吸收电路的电容 与母线分布电感容易形成振荡。采用跨接电

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