開(kāi)關(guān)電源鉗位電路圖文詳細(xì)講解-KIA MOS管

反激中RCD鉗位電路的電壓分析

一：如上圖紅框里面的電路是反激電源的鉗位電路，用的RCD鉗位，這一個(gè)電路在開(kāi)關(guān)電源中非常常見(jiàn)，可以說(shuō)現(xiàn)在市面上的反激大部分是用的這一電路。

設(shè)計(jì)這個(gè)電路的目的是吸收反激變壓器漏感的能量，限制MOS功率管的最大反向峰值電壓。

但是設(shè)計(jì)的時(shí)候我們?cè)趺催x取是一個(gè)很大的問(wèn)題，RC吸收損耗太重會(huì)影響整機(jī)的效率，如果RC損耗太輕的就會(huì)影響MOS管的電壓尖峰，導(dǎo)致尖峰太高M(jìn)OS管電壓應(yīng)力超。

二：設(shè)計(jì)RCD吸收電路之前，我們要清楚為什么需要設(shè)計(jì)這一電路，目的是什么。對(duì)于反激變壓器都知道是有漏感存在的，首先需要知道漏感是一個(gè)什么。

我們知道變壓器主要是由初級(jí)線圈，次級(jí)線圈與磁芯組合而成，它是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的一種元器件，理想的變壓器是沒(méi)有損耗的并且沒(méi)有漏磁通，

但是實(shí)際中的電感是有損耗與漏磁通，初級(jí)線圈所產(chǎn)生的磁通不能都通過(guò)次級(jí)線圈，產(chǎn)生漏磁的電感就是漏感，也就是說(shuō)在漏感中的能量是不能傳遞到副邊的，

這一部分能量只能在原邊，不能傳遞到副邊的這些能量我們的需要處理，可以通過(guò)一些電路來(lái)吸收掉，或是返回到輸入母線上去，這就有人會(huì)設(shè)計(jì)所謂的無(wú)損吸收，但是在實(shí)際應(yīng)用中比較復(fù)雜并且EMI不好。

所以大多數(shù)都是用RCD損耗掉了，那我們?cè)O(shè)計(jì)RCD的目的就是把漏感能力吸收掉，但是不能把主回路的能量損耗掉，否則會(huì)影響整機(jī)的效率。要做到這點(diǎn)必須對(duì)RC 參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

三：我們來(lái)分析下RCD吸收的整個(gè)過(guò)程，

當(dāng)MOS管開(kāi)通的時(shí)候電感電流上升到Ip時(shí)MOS管關(guān)斷，漏感上的能力不能傳到副邊，這時(shí)候只能通過(guò)D6給C3充電，把所以的能力都充到C3上，

當(dāng)C3比較小的時(shí)候，那么C3上的電壓Vc就上升的比較高，這時(shí)候?yàn)榱薓OS管的應(yīng)力，我們可能會(huì)加大C3的容量，具體可以通過(guò)測(cè)試實(shí)際的波形來(lái)判斷。

但是，我們不希望電容太大，如太大會(huì)導(dǎo)致關(guān)斷的時(shí)候C3上的電壓Vc小于反射電壓Vr，導(dǎo)致副邊反射過(guò)來(lái)的電壓Vr一直在給RCD充電，導(dǎo)致整機(jī)效率低。

電容的選擇我們需要?jiǎng)偤眠m合我們MOS管的Vds電壓。

我們的電阻的選擇也不能太小了或太大，如果太小了會(huì)導(dǎo)致Q1沒(méi)有開(kāi)通前，C3上的電壓已經(jīng)掉到了反射電壓Vr了，這時(shí)候反射電壓Vr又會(huì)對(duì)RCD充電損耗輸出的能量。

電阻值太大會(huì)導(dǎo)致我們?cè)陂_(kāi)機(jī)與短路的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)MOS管電壓應(yīng)力超

我們?nèi)鐖D上的C3上的電壓波形3一樣，就是關(guān)斷的時(shí)候電壓上升到Vr以上，當(dāng)MOS管的開(kāi)通的時(shí)候C3電容上的電壓沒(méi)有下降到Vr，并且當(dāng)下次開(kāi)通的時(shí)候C3上的電壓還沒(méi)有掉到0V.這是我們的最佳選。

四：鉗位電路上的電阻與電容的選擇。

VDS是MOS管的額定電壓，我了留有余量我們一般都是取MOS管的額度電壓的0.9倍。

Vc是RCD上C的電壓

Vin-max是輸入的最大電壓

Vc=0.9VDS-Vin-max

f為開(kāi)關(guān)頻率

Ip原邊的峰值電流

漏感上的能量都被電容吸收，然后都損耗到電阻R1上。

電阻上損失的功率Pr=Vc^2/R1,實(shí)際的電阻需要取2倍的Pr

漏感中轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的能量WR=Wlr1+Wlr*Vr/（Vc-Vr）

轉(zhuǎn)換成功率就是Pr=1/2*f*Lr*Ip^2{1+Vr/（Vc-Vr）}

Vc^2/R1=1/2*f*Lr*Ip^2{1+Vr/（Vc-Vr）}

R1=2(Vc-Vr)*Vc/(Ip^2*f*Lr)

鉗位電容C3的取值

△V一般取Vc的5%-10% ,

C3≥Vc/（△V*R1*f）

在電阻與電容選定后，實(shí)際的電路中還需要測(cè)試看是不是我們需要的值。

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