反激電源作為最常用的拓撲之一,設(shè)計好變壓器和MOS這兩個器件就很重要,變壓器的漏感會帶來原邊振鈴,其產(chǎn)生的電壓尖峰會損壞MOS,想必大家對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,通常工程師會選擇RCD鉗位電路,因為其設(shè)計簡單、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,看完就會對如何設(shè)計RC一目了然。
MOS開通時刻,能量存儲在勵磁電感Lm和漏感Ls中,當MOS關(guān)斷時候,Lm中能量會傳到副邊,但漏感中能量卻不會。這時候漏感會釋能,D1導(dǎo)通給C1充電,當充電電壓到達Vclamp時,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算公式,可以推導(dǎo)出R1值(見如下計算公式),R1在具體選擇時需要考慮電阻功率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自身的脈動電壓足夠小,通常取這個脈動電壓為箝位電壓的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,同時不消耗主勵磁電感能力,還能將尖峰電壓鉗位到一個合理的范圍內(nèi),既抑制了電壓尖峰,又減輕了功率器件開關(guān)應(yīng)力,簡直是一舉兩得!
責任編輯:haq
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原文標題:【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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