由于寄生参数的存在，开关快速打开关断瞬间会产生开关振铃现象。当原理设计不合理或PCB布局不恰当的时候，振铃现象更加明显。振铃的存在，一方面可能使开关管承受的电压超过其耐压值发生击穿烧毁；另一方面开关振铃频率都在百兆级别属于高频信号，可能会带来传导辐射EMI问题，严重时会干扰开关电源自身信号或临近电源的其他信号都会收到影响，造成系统不稳定。 下图是常见的开关电源开关节点的开关波形，由图可知上管导通瞬间会有不同程度的振铃现象，且峰值电压较高。所以尽可能地抑制开关振铃是开关电源设计中一个很重要的环节。
目前常用的优化措施有：
- 优化PCB 布局布线,减少寄生参数
- 非同步式选择反向性能好的二极管
- 增加Snubber电路
Snubber电路是最有效的抑制开关节点峰值电压，且能改变振铃频率的最有效方法。本篇文章将介绍下RC Snubber电路及电阻电容该如何取值。
下图是包含寄生电感和电容的电路，RC Snubber放置在SW节点与GND之间，如下图蓝色框内示意。
首先由于开关过程在极短时间（从数个纳秒至数十个纳秒） 完成，在此过程中电感 L 的电流几乎不变，
故 L 和 Lp2（包括串联的 Lp6）不参与振铃。其次，在振铃使得幅值超过 Vi后，上管 MOSFET 的沟道已完全打开， C Q C_Q CQ被短路，也不参与振铃。 该电路可等效成图下图中 LC 谐振电路，新的 L R L_R LR和 C R C_R CR为 Lp1、 Lp5， Lp3, Lp4, C D C_D CD等所有参与振铃的寄生感容的复合值。
根据阻尼振荡电路可得:
R≥ 1 2 L R C R \frac{1}{2}\sqrt{\frac{L_R}{C_R}} 21CRLR
下图仿真了不同阻值的开关节点峰值电压对比，仿真条件 Lp1=Lp5=10nH, Lp3=Lp4=2nH, C s n u b C_{snub} Csnub=10nF， C D C_D CD=200pF.
当R= 1 2 L R C R \frac{1}{2}\sqrt{\frac{L_R}{C_R}} 21CRLR ，电压振幅最低。
同时 C s n u b C_{snub} Csnub越大，在 RC snubber 并联到 C R C_R CR后，实际等效的 C R C_R CR会更大， 意味着同样的阻尼电阻对振铃抑制效果越好。下图给出了在相同 R（R=2.2Ohm，其他电路寄生参数如上文） 下， 不同 C s n u b C_{snub} Csnub的仿真结果。电容越大，抑制振铃振幅效果越好。而且当电容达到一定程度大小以后，电容的增加给振铃抑制的效果并不显著，比如下图中 2500pF 和 3500pF 对应的振幅对比。究其原因，在 RC snubber 支路，电路电抗为 R+1/ (j* 2πfR Csnub)，当 C 达到使得 1/(j2πfR*Csnub)<<R 时， 此后 C 的进一步增大对电路几乎忽略不计。
C s n u b C_{snub} Csnub越大也会带来损耗的问题，效率会变差。Sbubber电阻的消耗可以用电容上的能量来计算，计算公式如下：
P s n u b = 1 2 C s n u b ∗ V S W p e a k 2 ∗ f S W P_{snub}=\frac{1}{2}C_{snub}*V^2_{SWpeak}*f_{SW} Psnub=21Csnub∗VSWpeak2∗fSW
V S W p e a k V_{SWpeak} VSWpeak为峰值电压, f S W f_{SW} fSW为开关频率。
Sbubber快捷设计方法
①需要确定 L R L_R LR C R C_R CR,首先示波器测试初始振荡频率f1
f1= 1 2 Π L R C R \frac{1}{2Π\sqrt{L_RC_R}} 2ΠLRCR 1
②添加一个 C a d d C_{add} Cadd,重新测试振荡频率f2
f2= 1 2 Π L R ( C R + C a d d ) \frac{1}{2Π\sqrt{L_R(C_R+C_{add})}} 2ΠLR(CR+Cadd) 1
③通过联立两式，可以解得 L R L_R LR C R C_R CR
L R = f 1 2 − f 2 2 f 1 2 f 2 2 C a d d ∗ 4 Π 2 L_{R}=\frac{f^2_1-f^2_2}{f^2_1f^2_2C_{add}*4Π^2} LR=f12f22Cadd∗4Π2f12−f22
C R = f 2 2 C a d d f 1 2 − f 2 2 C_{R}=\frac{f^2_2C_{add}}{f^2_1-f^2_2} CR=f12−f22f22Cadd
④选取合适的Ｒ值，使得Ｒ值近似于:
R= 1 2 L R C R \frac{1}{2}\sqrt{\frac{L_R}{C_R}} 21CRLR
注意：电阻需要注意功率以及封装散热情况。
P s n u b = 1 2 C s n u b ∗ V S W p e a k 2 ∗ f S W P_{snub}=\frac{1}{2}C_{snub}*V^2_{SWpeak}*f_{SW} Psnub=21Csnub∗VSWpeak2∗fSW
⑤选择合适电容值 C s n u b C_{snub} Csnub,可以按照下式作为参考值，增大电容抑制振幅，减少电容提高效率
1 2 Π f 1 C s n u b \frac{1}{2Πf1C_{snub}} 2Πf1Csnub1= R 4 \frac{R}{4} 4R
实例分析
以 TI LM5119 EVM 为例，测试条件为 VIN=16V， VOUT=10V， IOUT=1A。
第一步，通过示波器读出开关上升沿波形，可得f1=93MHz。 在 EVM 原有的空置的snubber 位置上增加一个新的 220pF 的电容后。新的波形下图得出 f2=75MHz。 故可解得 L R L_R LR=7.5nH， C R C_R CR=387pF。
R= 1 2 L R C R \frac{1}{2}\sqrt{\frac{L_R}{C_R}} 21CRLR =2.2Ω,再计算 C s n u b C_{snub} Csnub=3.3nF，添加RC Snubber后振铃大幅度减少,如下图所示:
参考
降压式电路的缓冲电路原理和快速设计 - 德州仪器