沒有緩衝器，反激式變壓器振鈴的漏感會隨電路中的雜散電容產生，生產大幅度高頻波形
，如圖所示1。

 

 

許多應用筆記和設計沒有解決這個問題，忽略了振鈴波形和轉換器的運行。有兩個問題：首先，在FET漏極有過大的電壓，可能導致雪崩擊穿並最終導致器件故障。其次

，振鈴波形將成為輻射和傳導到整個電源、負載和電子係統，引起噪聲問題甚至邏輯錯誤。振鈴頻率還將以輻射和傳導EMI是形式表現為EMI頻譜的峰值。

 

在大多數設計中，這是不可接受的，必須增加電路元件抑製振鈴（使用一個RC緩衝器）
，或者箝製電壓（用RCD箝位），或者兩個都用。這些網絡的設計是測量和分析的結合
，可以確保耐用和可靠的效果。

 

反激式轉換器的初級RCD箝位

 

圖2給出了一個RCD箝位電路
，當一個RC緩衝器不足以有效防止開關過壓時

，它可用來限製FET漏極的峰值電壓。一旦漏極電壓超過箝位電容器電壓
，RCD箝位即靠吸收漏感電流工作。采用一個比較大的電容器可保持一個開關周期的電壓恒定。

 

 

RCD箝位的電阻器總會浪費功率。即使在轉換器上有很小的負載，電容器都將進行充電高達從轉換器次級反射的電壓，即vf。由於負載增加，更多能量將流入電容器，而電壓將提高更多
，即vx
，它在理想的方波反激電壓之上。該波形定義了這些電壓，如圖2所示。

 

設計步驟1——測量漏感

 

zhongyaodeshiceliangfanjishibianyaqidelougan，ranhouzaishejihuanchongqi。buyaobuzhicaicedianganzhi，ershiyaomingbaicixingyuanjianzhizaoshangdezuichaguigeduishejilaishuojingchangbugoujingque。lingwai
，louganshipinlvxiangguande
，bixuzaishidangdepinlvzhijinxingceliang。

 

設計步驟2——確定峰值箝位電壓

 

現在必須決定功率MOSFET可以容許多少電壓，並計算在箝位電平條件下箝位將耗散的功率量。與漏感L相關的功率，及關斷時的當前最差電流Ip可以表示為：

 

　　公式1

 

對RCD緩huan衝chong器qi的de分fen析xi出chu現xian在zai論lun文wen和he大da量liang應ying用yong筆bi記ji當dang中zhong。假jia設she沒mei有you雜za散san電dian容rong要yao充chong電dian
，所suo有you泄xie漏lou能neng量liang都dou被bei傳chuan導dao到dao來lai自zi漏lou感gan的de緩huan衝chong電dian容rong器qi。假jia定ding電dian容rong器qi足zu夠gou大da，其qi邏luo輯ji值zhi在zai在zai一yi次ci開kai關guan周zhou期qi期qi間jian沒mei有you顯xian著zhu變bian化hua。

 

利用這些假設
，RCD箝位的功耗可以表示為存儲在電感器中的能量，具體如下：

 

　　公式2

 

換句話說
，我們讓開關上的箝位電壓升得越高，總功耗越低。但是當然，我們必須對此進行平衡以防止總電壓出現在功率FET兩端，因此我們不能任意降低功耗。

 

一個典型設計可用於電壓vx等於1/2fanjidianya。zaizhezhongqingkuangxia
，gonghaodengyucunchuzailouganzhongnengliangdesanbei，tabushiyigelijikejiandejieguo。raner，zheshiyigebaoshoudeguji。tameiyoujieshidianganqideyousunfangdian，yemeiyoujieshizasandianrong。shijishang，youyuzhexiejieguo


，gaishejideqianweisunshijiangbiyuqidegengshao。

 

高壓離線設計這些經常限製使用一個最高電壓為650或700V的FET
，電壓vx將將很難限製所設定的最大輸入電壓、最大電流和FET擊穿電壓。不要超過FET規定的Vds
，意識到擊穿可能隨溫度變化。一些設計人員依賴於FET的雪崩能力，讓它有規律地超過擊穿電壓。這不是為可靠的電源設計推薦的。

 

設計步驟3——選擇箝位電阻器

 

緩huan衝chong器qi的de電dian容rong器qi需xu要yao足zu夠gou大da，以yi保bao持chi一yi個ge相xiang對dui恒heng壓ya

，同tong時shi吸xi收shou泄xie漏lou能neng量liang。除chu了le這zhe一yi考kao慮lv
，其qi邏luo輯ji值zhi要yao求qiu不bu高gao，當dang緩huan衝chong器qi正zheng常chang工gong作zuo時shi不bu會hui影ying響xiang峰feng值zhi電dian壓ya。

 

電阻器在確定峰值電壓vx方麵是至關重要的元件
，因此需要根據以下公式選擇：

 

　　公式3

 

一個大數值電阻器將減緩箝位電容器的放電，有助於電壓提升到更高值。一個小數值電阻器將導致較低的箝位電壓
，而功耗將增加。

 

設計步驟4——計算功率損耗

 

現在緩衝器設計已經完成，但是我們經常還需要知道上述公式中，除了最差條件電流Ip，電流的功耗是多少。使用以下公式計算某一給定峰值電流I和漏感L的已知緩衝器的電壓上升。

 

vx是電壓上升值，高於反激電壓，可以表示為：

 

　　公式4

 

功耗可以表示為：

 

　　公式5

 

設計步驟5——實驗驗證

 

設計的實驗驗證是必不可少的
，因為將出現沒有計入公式的結果
，你的電路將出現非理想的元件。圖3所示為箝製FET漏極電壓峰值電路的效益。

 

圖3. 帶有初級RCD箝位的反激式轉換器漏極電壓。

 

該數值還給出了一個RCD箝位限製。在箝製周期結束之後
，電路恢複振鈴。采用理想的元件，這將不會發生。不過
，RCD箝位的二極管有一個有限的反向恢複時間


，有助於漏感電流流入二極管的相反方向，可導致振鈴。RCD緩衝器各種類型二極管選擇至關重要。它必須盡可能的快，具有合適的額定電壓。

 

這個振鈴的嚴重程度將取決於RCD二極管兩端反向施加的電壓。你允許的箝位電壓爬得越高，功耗就越低，電壓越高且dv/dt施加在二極管上，振鈴將增加。

 

通過采用RC緩衝器隨後的振鈴可以再一次被抑製。

 

總結

 

RCD箝位電路對所有反激式轉換器非常有用
，可以減少功率FET上的壓力。要確保箝位的目的是將最差工作條件下（高電壓和最大電流極限）的電壓限製低於元件的額定電壓。本文中的設計公式排除了來自箝位設計的猜測。

 

 

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片

、文字如涉及作品版權問題
，請聯係小編進行處理。

 

推薦閱讀：