認識反激中的RCD吸收電路分析

反激式開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，但其變壓器漏感大，開關(guān)管存在電壓尖峰，在大部分低功率應(yīng)用場合都會采用簡單易實現(xiàn)的RCD鉗位電路來減緩電壓尖峰，這里將簡單介紹RCD電路的工作原理以及如何確定鉗位電路中的參數(shù)。
　　單端反激式開關(guān)電源具有結(jié)構(gòu)簡單，輸入輸出電氣隔離，輸入電壓范圍寬，易于實現(xiàn)多路輸出，可靠性高，成本低等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于中小功率場合。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鉗位電路以其簡潔易實現(xiàn)多用于小功率場合。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，但可以通過合理的電路設(shè)計和繞制使之減小。設(shè)計和繞制是否合理，對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電感的2％左右。
　　設(shè)計時應(yīng)綜合變壓器磁芯的選擇和初級匝數(shù)的確定，盡量使初級繞組可緊密繞滿磁芯骨架一層或多層。繞制時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。初級和次級繞線也要盡量靠得緊密。
　　勵磁電感LM同理想變壓器并聯(lián)，漏感LK同勵磁電感串聯(lián)，變壓器中漏感能量不能傳遞到副邊，若不采取措施，漏感將通過寄生電容釋放能量，引起電壓過沖和振蕩，引起EMI。為抑制其影響，可在變壓器初級并聯(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，但不能消耗主勵磁電感能量，否則會降低電路效率，因此在電路設(shè)計調(diào)試過程中要選擇恰當(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，變壓器初級線圈電壓反向，同時漏感LK釋放能量直接對C進行充電，電容C電壓迅速上升，二極管D截止后C通過R進行放電
　　若C值較大，C上電壓緩慢上升，副邊反激過沖小，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)樨撦d，一直在消耗磁芯能量，此時電容兩端波形如圖 3 （a）所示。
　　
　　圖 3 電容兩端波形
　　若RC過小，則電容C充電較快，且C將通過電阻R很快放電，整個過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載，消耗變壓器存儲的能量，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，電容C上電壓剛好放到接近于變壓器副邊反射的電壓，此時鉗位效果較好，電容C兩端波形如圖 3 （c）所示。
　　3.總結(jié)
　　開關(guān)管漏極上的電壓由三部分組成：電源電壓，反激感應(yīng)電壓，漏感沖擊電壓。 吸收電路，一定要讓他只吸收漏感沖擊電壓，而不要對另外電壓起作用，那樣不僅會增大吸收電阻的負擔(dān)，還會降低開關(guān)電源的效率。