Flyback反激變換器RCD吸收電路計算方法

反激變換器需要使用RCD吸收電路RSn、CSn和DSn，鉗位VDS的尖峰電壓值不超過功率MOSFET管的最大額定值，同時具有一定裕量。開關(guān)電壓波形VDS中，n·Vo為次級輸出電壓反射到初級的電壓，VC為電容CSn的直流電壓，也就是鉗位電壓。

圖1 反激變換器RCD吸收電路

圖2 反激變換器VDS波形

功率MOSFET管關(guān)斷后，VDS電壓從0開始上升；當(dāng)其上升到Vin+VC時，吸收電路的二極管DSn導(dǎo)通，VC電壓反向加在初級繞組的漏感Llk二端，漏感Llk去磁，電流從最大值Ipk下降。

圖3 吸收電路工作波形

當(dāng)漏感Llk的電流從最大值Ipk降低到0時，二極管DSn自然關(guān)斷，二極管DSn導(dǎo)通持續(xù)的實際為tSn，Ipk等于初級的最大電流。

tSn、Ipk等分別為：

二極管DSn導(dǎo)通時，電容CSn才能夠充電，因此，電容CSn充電的平均電流等于二極管DSn平均電流：

其中，QSn為電容CSn充電電荷。由吸收電路工作波形，電容CSn充電電流和時間t（水平X軸）組成的三角形面積即為QSn，代入tSn得到QSn：

電容CSn充電的平均電流為：

相對于開關(guān)周期，tSn時間非常小，電容CSn放電的平均電流為：

根據(jù)電容電荷平衡的原理，在每個開關(guān)周期，充電電荷和放電電荷必須相等，充電電流的平均值和放電電流的平均值必須相等，可以得到：

解得電阻RSn為：

電阻RSn功率損耗為：

設(shè)計反激變換器時，fS和Vo已知，計算確定了n、Llk和Ipk后，只要設(shè)定VC的值，就可以得到RSn的值。

根據(jù)系統(tǒng)最大直流電壓Vin(Max)和選取的功率MOSFET管的最大額定電壓BVDSS以及要求的電壓裕量Vmargin，來設(shè)定VC的電壓值。例如，如果Vin(Max)為400V(最大285VAC），功率MOSFET管的最大額定電壓BVDSS為650V，電壓裕量Vmargin為最大額定電壓BVDSS的15%，97.5V，取100V，那么，VC為：

VC取得越大，VDS尖峰電壓越高，電壓裕量越小，功率損耗越??；VC取得越小，VDS尖峰電壓越小，電壓裕量越大，功率損耗越大。

電容CSn放電時，有：

電容CSn的電壓紋波范圍為1-5%，如果取3%，則有：

總結(jié)：

1、設(shè)定鉗位電壓VC的值后，即可求出電阻RSn的值。

2、設(shè)定電容CSn的電壓紋波值，即可求出電容CSn的值。

3、參數(shù)選擇要對最大尖峰電壓和功率損耗進行折衷設(shè)計。

審核編輯：劉清