反激電源作為最常用的拓?fù)渲唬O(shè)計(jì)好變壓器和MOS這兩個(gè)器件就很重要,變壓器的漏感會(huì)帶來原邊振鈴,其產(chǎn)生的電壓尖峰會(huì)損壞MOS,想必大家對(duì)如何抑制振鈴都很感興趣。
話不多說,趕緊給大家上干貨。
在反激電路中,MOS管關(guān)斷之后變壓器會(huì)將原邊的能量轉(zhuǎn)移到副邊。但漏感中的能量卻無法轉(zhuǎn)移,這部分的能量會(huì)在電路中的雜散電容上產(chǎn)生振鈴。所以說振鈴產(chǎn)生的根本原因是漏感的存在,但是漏感是無法消除的,一般只能通過設(shè)計(jì)繞線方式來減小漏感,漏感量通常是1%-5%的電感量。
常用減小漏感的繞線方式就是“三明治”繞線法,類似我們吃到三明治,將初次繞組Np一分為2,將次級(jí)繞組Ns包住,即先繞制一半Np,再繞輔助繞組,最后再繞剩下一半Np。
反激電路中,MOS在關(guān)斷后,其兩端電壓由三部分組成,輸入電壓最大值Vinmax,副邊折射電壓VoR=N x Vout和振鈴產(chǎn)生的尖峰電壓Vspike,在輸入輸出電壓,匝比N和MOS選定的情況下,我們就需要盡量抑制Vspike來保證MOS工作在應(yīng)力范圍內(nèi)。在抑制振鈴方面,通常工程師會(huì)選擇RCD鉗位電路,因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本較低, 并且可以有效壓制電壓尖峰。
RC鉗位電路的選擇就是重中之重了,不合理的RC也同樣會(huì)導(dǎo)致MOS應(yīng)力變大或者電路功耗變大,下面來介紹下RCD工作,看完就會(huì)對(duì)如何設(shè)計(jì)RC一目了然。
MOS開通時(shí)刻,能量存儲(chǔ)在勵(lì)磁電感Lm和漏感Ls中,當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí)候,Lm中能量會(huì)傳到副邊,但漏感中能量卻不會(huì)。這時(shí)候漏感會(huì)釋能,D1導(dǎo)通給C1充電,當(dāng)充電電壓到達(dá)Vclamp時(shí),D1截止,C1通過R1放電。接下來,根據(jù)能量守恒的原則和以上的計(jì)算公式,可以推導(dǎo)出R1值(見如下計(jì)算公式),R1在具體選擇時(shí)需要考慮電阻功率1/3的降額。
箝位電容C1的值應(yīng)取得足夠大以保證其在吸收漏感能量時(shí)自身的脈動(dòng)電壓足夠小,通常取這個(gè)脈動(dòng)電壓為箝位電壓的5%--10%這樣,我們就可通過下式來確定C1的最小值,C1需要選擇寄生R和L較小的。
總而言之,想要控制好反激原邊振鈴,RCD可以作為一種簡(jiǎn)單有效的抑制手段,通過合理設(shè)置RC,可以較好地吸收漏感能量,同時(shí)不消耗主勵(lì)磁電感能力,還能將尖峰電壓鉗位到一個(gè)合理的范圍內(nèi),既抑制了電壓尖峰,又減輕了功率器件開關(guān)應(yīng)力,簡(jiǎn)直是一舉兩得!
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原文標(biāo)題:【短視頻】MPS 電源小課堂第十三話:反激原邊振鈴怎么控制
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