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RCD吸收电路

(2011-08-20 23:50:13)
标签:

电容

吸收

电路

输入电压

二极管

杂谈

分类: 单元电路
RCD吸收电路它由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成。电阻Rs也可以与二极管VDs并联连接。RCD吸收电路对过电压的抑制要好于RC吸收电路,与RC电路相比Vce升高的幅度更小。由于可以取大阻值的吸收电阻,在一定程度上降低了损耗。

目录

  • RCD吸收电路的原理
  • RCD吸收电路的设计
  • RCD吸收电路与RC电路的比较
  • RCD吸收电路的影响
RCD吸收电路

RCD吸收电路的原理

  •   若开关断开,蓄积在寄生电感中能量通过开关的寄生电容充电,开关电压上升。其电压上升到吸收电容的电压时,吸收二极管导通,开关电压被吸收二极管所嵌位,约为1V左右。寄生电感中蓄积的能量也对吸收电容充电。开关接通期间,吸收电容通过电阻放电。

    RCD吸收电路的原理

RCD吸收电路的设计

  •   一﹑首先对mos管的VD进行分段:

      ⅰ,输入的直流电压VDC;

      ⅱ,次级反射初级的VOR;

      ⅲ,主MOS管VD余量VDS;

      ⅳ,RCD吸收有效电压VRCD1。

      二﹑对于以上主MOS管VD的几部分进行计算:

      ⅰ,输入的直流电压VDC。

      在计算VDC时,是依最高输入电压值为准。如宽电压应选择AC265V,即DC375V。

      VDC=VAC  *√2

      ⅱ,次级反射初级的VOR。

      VOR是依在次级输出最高电压,整流二极管压降最大时计算的,如输出电压为:5.0V±5%(依Vo =5.25V计算),二极管VF为0.525V(此值是在1N5822的资料中查找额定电流下VF值).

      VOR=(VF +Vo)*Np/Ns

      ⅲ,主MOS管VD的余量VDS.

      VDS是依MOS管VD的10%为最小值.如KA05H0165R的VD=650应选择DC65V.

      VDS=VD* 10%

      ⅳ,RCD吸收VRCD.

      MOS管的VD减去ⅰ,ⅲ三项就剩下VRCD的最大值。实际选取的VRCD应为最大值的90%(这里主要是考虑到开关电源各个元件的分散性,温度漂移和时间飘移等因素得影响)。

      VRCD=(VD-VDC -VDS)*90%

      注意:① VRCD是计算出理论值,再通过实验进行调整,使得实际值与理论值相吻合.

      ② VRCD必须大于VOR的1.3倍.(如果小于1.3倍,则主MOS管的VD值选择就太低了)

      ③ MOS管VD应当小于VDC的2倍.(如果大于2倍,则主MOS管的VD值就过大了)

      ④ 如果VRCD的实测值小于VOR的1.2倍,那么RCD吸收回路就影响电源效率。

      ⑤ VRCD是由VRCD1和VOR组成的

      ⅴ,RC时间常数τ确定.

      τ是依开关电源工作频率而定的,一般选择10~20个开关电源周期。

      三﹑试验调整VRCD值

      首先假设一个RC参数,R=100K/RJ15, C="10nF/1KV"。再上市电,应遵循先低压后高压,再由轻载到重载的原则。在试验时应当严密注视RC元件上的电压值,务必使VRCD小于计算值。如发现到达计算值,就应当立即断电,待将R值减小后,重复以上试验。(RC元件上的电压值是用示波器观察的,示波器的地接到输入电解电容“+”极的RC一点上,测试点接到RC另一点上)

      一个合适的RC值应当在最高输入电压,最重的电源负载下,VRCD的试验值等于理论计算值。

      四﹑试验中值得注意的现象

      输入电网电压越低VRCD就越高,负载越重VRCD也越高。那么在最低输入电压,重负载时VRCD的试验值如果大于以上理论计算的VRCD值,是否和(三)的内容相矛盾哪?一点都不矛盾,理论值是在最高输入电压时的计算结果,而现在是低输入电压。

      重负载是指开关电源可能达到的最大负载。主要是通过试验测得开关电源的极限功率。

RCD吸收电路与RC电路的比较

  •   采用RC、RCD吸收电路也可以对变压器消磁,这时就不必另设变压器绕组与二极管组成的去磁电路。变压器的励磁能量都在吸收电阻中消耗掉。RC与RCD吸收电路不仅消耗变压器漏感中蓄积的能量,而且也消耗变压器励磁能量,因此降低了变换器变换效率。RCD吸收电路是通过二极管对开关电压嵌位,效果比RC好,它也可以采用较大电阻,能量损耗也比RC小。

RCD吸收电路的影响

  •   1.RCD电容C偏大

      电容端电压上升很慢,因此导致mos 管电压上升较慢,导致mos管关断至次级导通的间隔时间过长,变压器能量传递过程较慢,相当一部分初级励磁电感能量消耗在RC电路上。

      2.RCD电容C特别大(导致电压无法上升至次级反射电压)

      电容电压很小,电压峰值小于次级的反射电压,因此次级不能导通,导致初级能量全部消耗在RCD电路中的电阻上,因此次级电压下降后达成新的平衡,理论计算无效了,输出电压降低。

      3.RCD电阻电容乘积R×C偏小

      电压上冲后,电容上储存的能量很小,因此电压很快下降至次级反射电压,电阻将消耗初级励磁电感能量,直至mos管开通后,电阻才缓慢释放电容能量,由于RC较小,因此可能出现震荡,就像没有加RCD电路一样。

      4.RCD电阻电容乘积R×C合理,C偏小

      如果参数选择合理,mos管开通前,电容上的电压接近次级反射电压,此时电容能量泄放完毕,缺点是此时电压尖峰比较高,电容和mos管应力都很大

      5.RCD电阻电容乘积R×C合理,R,C都合适

      在上面的情况下,加大电容,可以降低电压峰值,调节电阻后,使mos管开通之前,电容始终在释放能量,与上面的最大不同,还是在于让电容始终存有一定的能量。

 

RCD吸收电路的影响和设计方法(定性分析)

上篇博文主要分析未进行保护的反激电源开关过程分析,这回主要介绍RCD电路的影响。


先分析过程:

对应电路模型:


我们可以定性的分析一下电路参数的选择对电路的暂态响应的影响:
1.RCD电容C偏大
电容端电压上升很慢,因此导致mos 管电压上升较慢,导致mos管关断至次级导通的间隔时间过长,变压器能量传递过程较慢,相当一部分初级励磁电感能量消耗在RC电路上 。
波形分析为:

2.RCD电容C特别大(导致电压无法上升至次级反射电压)
电容电压很小,电压峰值小于次级的反射电压,因此次级不能导通,导致初级能量全部消耗在RCD电路中的电阻上,因此次级电压下降后达成新的平衡,理论计算无效了,输出电压降低。

3.RCD电阻电容乘积R×C偏小
电压上冲后,电容上储存的能量很小,因此电压很快下降至次级反射电压,电阻将消耗初级励磁电感能量,直至mos管开通后,电阻才缓慢释放电容能量,由于RC较小,因此可能出现震荡,就像没有加RCD电路一样。

4.RCD电阻电容乘积R×C合理,C偏小
如果参数选择合理,mos管开通前,电容上的电压接近次级反射电压,此时电容能量泄放完毕,缺点是此时电压尖峰比较高,电容和mos管应力都很大

5.RCD电阻电容乘积R×C合理,R,C都合适
在上面的情况下,加大电容,可以降低电压峰值,调节电阻后,使mos管开通之前,电容始终在释放能量,与上面的最大不同,还是在于让电容始终存有一定的能量。

以上均为定性分析,实际计算还是单独探讨后整理,需要做仿真验证。
明天把上面两篇博文做一些仿真的分析,如果与上面的分析一致,则开始准备整理计算方法。

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