反激式開關(guān)電源RCD吸收電路原理講解-KIA MOS管

單端反激式開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸入輸出電氣隔離，輸入電壓范圍寬，易于實(shí)現(xiàn)多路輸出，可靠性高，成本低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于中小功率場(chǎng)合。但由于反激變壓器漏感影響，其功率開關(guān)管在關(guān)斷時(shí)將引起電壓尖峰，必須用鉗位電路加以抑制，因此RCD鉗位電路以其簡(jiǎn)潔易實(shí)現(xiàn)多用于小功率場(chǎng)合。

圖 1和圖 2分別為反激電路中的RCD鉗位電路和電容C兩端的電壓波形。

圖 1反激中的RCD鉗位電路

圖 2 電容兩端波形

1.漏感的抑制

變壓器的漏感是不可消除的，但可以通過(guò)合理的電路設(shè)計(jì)和繞制使之減小。設(shè)計(jì)和繞制是否合理，對(duì)漏感的影響是很明顯的。采用合理的方法，可將漏感控制在初級(jí)電感的2％左右。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合變壓器磁芯的選擇和初級(jí)匝數(shù)的確定，盡量使初級(jí)繞組可緊密繞滿磁芯骨架一層或多層。繞制時(shí)繞線要盡量分布得緊湊、均勻，這樣線圈和磁路空間上更接近垂直關(guān)系，耦合效果更好。初級(jí)和次級(jí)繞線也要盡量靠得緊密。

勵(lì)磁電感LM同理想變壓器并聯(lián)，漏感LK同勵(lì)磁電感串聯(lián)，變壓器中漏感能量不能傳遞到副邊，若不采取措施，漏感將通過(guò)寄生電容釋放能量，引起電壓過(guò)沖和振蕩，引起EMI。為抑制其影響，可在變壓器初級(jí)并聯(lián)RCD鉗位電路。

2.鉗位電路的工作原理

引入RCD鉗位電路，目的是消耗漏感能量，但不能消耗主勵(lì)磁電感能量，否則會(huì)降低電路效率，因此在電路設(shè)計(jì)調(diào)試過(guò)程中要選擇恰當(dāng)?shù)腞及C的值，以使其剛好消耗掉漏感能量。

下面將分析其工作原理。

當(dāng)開關(guān)管Q關(guān)斷時(shí)，變壓器初級(jí)線圈電壓反向，同時(shí)漏感LK釋放能量直接對(duì)C進(jìn)行充電，電容C電壓迅速上升，二極管D截止后C通過(guò)R進(jìn)行放電。

若C值較大，C上電壓緩慢上升，副邊反激過(guò)沖小，變壓器能量不能迅速傳遞到副邊；若C值特別大，電壓峰值小于副邊反射電壓，則鉗位電容上電壓將一直保持在副邊反射電壓附近，即鉗位電阻變?yōu)樨?fù)載，一直在消耗磁芯能量，此時(shí)電容兩端波形如圖 3 (a)所示。

圖 3 電容兩端波形

若RC過(guò)小，則電容C充電較快，且C將通過(guò)電阻R很快放電，整個(gè)過(guò)程中漏感能量消耗很快，在Q開通前鉗位電阻則成為變壓器的負(fù)載，消耗變壓器存儲(chǔ)的能量，降低效率，電容C兩端波形如圖 3(b)所示。

若RC值取值比較合適，到開關(guān)管Q再次開通時(shí)，電容C上電壓剛好放到接近于變壓器副邊反射的電壓，此時(shí)鉗位效果較好，電容C兩端波形如圖 3 (c)所示。

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