一区二区三区三上|欧美在线视频五区|国产午夜无码在线观看视频|亚洲国产裸体网站|无码成年人影视|亚洲AV亚洲AV|成人开心激情五月|欧美性爱内射视频|超碰人人干人人上|一区二区无码三区亚洲人区久久精品

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

反激式轉(zhuǎn)換器RCD緩沖電路的設(shè)計指南

張飛電子實戰(zhàn)營 ? 來源:電路一點通 ? 2025-03-04 09:57 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

本文介紹反激式轉(zhuǎn)換器 RCD 緩沖電路的設(shè)計指南。當 MOSFET 關(guān)斷時,由于主變壓器的漏電感 (Llk) 與 MOSFET 的輸出電容 (COSS) 之間存在諧振,漏極引腳 上會出現(xiàn)高壓尖峰。漏極引腳上的過高電壓可能導致雪 崩擊穿,并最終損壞 MOSFET。因此,必須添加一個額 外的電路,實現(xiàn)電壓箝位。

一個最簡單的拓撲是反激式轉(zhuǎn)換器。該拓撲源自一個升 降壓轉(zhuǎn)換器,將濾波電感替換為耦合電感,如帶有氣隙 的磁芯變壓器。當主開關(guān)導通時,能量以磁通形式存儲 在變壓器中,并在主開關(guān)關(guān)斷時傳輸至輸出。由于變壓 器需要在主開關(guān)導通期間存儲能量,磁芯應該開有氣 隙。因為反激式轉(zhuǎn)換器所需元件很少,因此該拓撲非常 合適中低功率應用,如電池充電器、適配器 和 DVD 播 放器。

圖 1 顯示在連續(xù)導通模式 (CCM) 和不連續(xù)導通模式 (DCM) 下運行的反激式轉(zhuǎn)換器,其中包含幾個寄生元 件,如初級和次級漏電感、MOSFET 的輸出電容和次級 二極管的結(jié)電容。當 MOSFET 關(guān)斷時,初級電流 (id) 在 短時間內(nèi)為 MOSFET 的 COSS 充電。當 COSS (Vds) 兩 端的電壓超過輸入電壓及反射的輸出電壓之和 (Vin+nVo) 時,次級二極管導通,因此勵磁電感 (Lm) 兩 端的電壓被箝位至 nVo。因此,Llk1 和 COSS 之間存在諧 振,具有高頻和高壓浪涌。MOSFET 上過高的電壓可能 導致故障。在 CCM 運行模式下,次級二極管保持導通 直至 MOSFET 柵極導通。當 MOSFET 導通時,次級二 極管的反向恢復電流被添加至初級電流,因此在導通瞬 間初級電流上出現(xiàn)較大的電流浪涌。同時,由于在 DCM 模式下次級電流在一個開關(guān)周期結(jié)束前干涸, Lm 和 MOSFET 的 COSS 之間存在諧振。

d11419b8-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

緩沖電路設(shè)計

可通過添加一個額外的電路,將由于 Llk1 和 COSS 之間 的諧振產(chǎn)生的過高電壓壓制到一個可接受的電平,從而 保護主開關(guān)。圖 2 和 3 顯示 RCD 緩沖電路及其主要波 形。當 Vds 超過 Vin+nVo 時,RCD 緩沖電路通過導通緩 沖二極管 (Dsn) 吸收漏電感中的電流。假定緩沖電容足 夠大,以致其電壓在一個開關(guān)周期內(nèi)不會發(fā)生變化。當 MOSFET 關(guān)斷并且 Vds 被充電至 Vin+nVo 時,初級電 流通過緩沖二極管 (Dsn) 流至 Csn。同時,次級二極管導 通。因此, Llk1 兩端的電壓為 Vsn-nVo。i sn 的斜率如下 所示:

d1343a04-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg ? d14ce734-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

其中, i sn 指流至緩沖電路的電流, Vsn 指緩沖電容 Csn 兩端的電壓,n 指主變壓器的匝比,Llk1 指主變壓器的漏 電感。時間 ts 可以表達為:

d167a45c-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

其中, i peak 指初級峰值電流。緩沖電容電壓 (Vsn) 應該在最小輸入電壓和滿載條件下 確定。一旦確定了 Vsn,最小輸入電壓和滿載條件下緩沖 電路耗散的功率可以表達為:

d1788a6a-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

其中,fs 指反激式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。Vsn 應該為 nVo 的 2 至 2.5 倍。若 Vsn 很小,可能導致緩沖電路中出現(xiàn)嚴 重的損耗,如上面方程式所示。

另一方面,由于緩沖電阻 (Rsn) 消耗的功率為 Vsn2/Rsn, 電阻可由下式得出:

d1869812-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

應該根據(jù)功耗,選擇緩沖電阻以及合適的額定功率。緩 沖電容電壓的最大紋波可由下式得出:

d1a6e37e-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

通常,合理的紋波為 5-10%。因此,可采用上述方程式 計算緩沖電容。

當轉(zhuǎn)換器設(shè)計為 CCM 運行模式時,漏極峰值電流以及 緩沖電容電壓隨輸入電壓增加而降低。最大輸入電壓和 滿載條件下的緩沖電容電壓可由下式得出:

d1ba5058-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

其中,fs 指反激式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率,Llk1 指初級端漏電 感,n 指變壓器匝比,Rsn 指緩沖電阻,Ipeak2 指最大輸 入電壓和滿載條件下的初級峰值電流。當轉(zhuǎn)換器在最大 輸入電壓和滿載條件下以 CCM 模式運行時,Ipeak2 可由 下式得出:

d1cb5ab0-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

當轉(zhuǎn)換器在最大輸入電壓和滿載條件下以 DCM 模式運 行時, Ipeak2 可由下式得出:

d1e42dba-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

其中, Pin 指輸入功率, Lm 指變壓器的勵磁電感, VDCmax 指整流后的最大直流輸入電壓。驗證在瞬變期間和穩(wěn)態(tài)期間, Vds 最大值分別低于 MOSFET 額定電壓 (BVdss) 的 90% 和 80%。緩沖二極 管的額定電壓應該高于 BVdss。通常,在緩沖電路中采 用額定電流為 1 A 的超快二極管。

實例

某個采用 FSDM311 的適配器具有以下規(guī)格:85 Vac 至 265 Vac 的輸入電壓范圍,10 W 輸出功率,5 V 輸出電 壓,和 67 kHz 開關(guān)頻率。當 RCD 緩沖電路采用一個 1 nF 緩沖電容和一個 480 kW 緩沖電阻時,圖 4 顯示交流 開關(guān)導通瞬間,在 265 Vac 的幾個波形。

d1f56e0e-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

圖 4. 包含 1 nF 緩沖電容和 480 kW 緩沖電阻的啟動波形

在圖 4-7 中,通道 1 至 4 分別代表漏極電壓(Vds,200 V/div),電源電壓 (VCC, 5 V/div),反饋電壓 (Vfb, 1 V/div)和漏極電流(Id,0.2 A/div)。內(nèi)部 SenseFET 上的最大電壓應力大約為 675 V,如圖 4 所示。根據(jù)數(shù) 據(jù)表,F(xiàn)SDM311 額定電壓為 650 V。額定電壓過高的原 因有兩個:錯誤的變壓器設(shè)計和 / 或錯誤的緩沖電路設(shè) 計。圖 5 顯示原因。

d20e398e-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

圖 5. 穩(wěn)態(tài)波形,帶有 1 nF 緩沖 電容和 480 kW 緩沖電阻

為了保持可靠性,穩(wěn)態(tài)時的最大電壓應力應該等于額定 電壓的 80% (650V * 0.8 = 520 V)。圖 5 顯示穩(wěn)態(tài)時,并 且 Vin = 265 Vac 時,內(nèi)部 SenseFET 上的電壓應力高于 570 V。然而,Vin+nVo 約為 450 V (= 375V + 15 * 5V), 這說明變壓器匝比為 15,這是一個合理的值。因此,緩 沖電路必須重新設(shè)計。

使 Vsn 為 nVo 的兩倍,即 150 V,并且測得的 Llk1 和 i peak 分別為 150 μH 和 400 mA。緩沖電阻計算如下:

d22995b2-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

Rsn 釋放的功率計算如下:

d250964e-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

使緩沖電容電壓最大紋波為 10%,則緩沖電容可由下式 得出:

d26187ec-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.png

圖 6 和 7 顯示采用 14 kW (3 W) 和 10 nF 時的結(jié)果。

d270f998-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

圖 6. 啟動波形,帶有 10 nF 緩沖電容和 14 kW 緩沖電阻

d28bb378-f68d-11ef-9310-92fbcf53809c.jpg

圖 7. 穩(wěn)態(tài)波形,帶有 10 nF 緩沖 電容和 14 kW 緩沖電阻

啟動和穩(wěn)態(tài)時內(nèi)部 SenseFET 上的電壓應力分別為 593 V 和 524 V。它們分別為 FSDM311 額定電壓的 91.2% 和 80.6% 左右。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 二極管
    +關(guān)注

    關(guān)注

    148

    文章

    10101

    瀏覽量

    171654
  • MOSFET
    +關(guān)注

    關(guān)注

    150

    文章

    8620

    瀏覽量

    220487
  • 反激式轉(zhuǎn)換器

    關(guān)注

    1

    文章

    141

    瀏覽量

    16929
  • RCD
    RCD
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    109

    瀏覽量

    28440
  • 緩沖電路
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    78

    瀏覽量

    20540

原文標題:反激式轉(zhuǎn)換器 RCD 緩沖電路的設(shè)計指南

文章出處:【微信號:zfdzszy,微信公眾號:張飛電子實戰(zhàn)營】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    絕緣型轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ):轉(zhuǎn)換器的工作和緩沖

    。為了防止MOSFET遭到破壞而設(shè)定緩沖電路,以抑制浪涌電壓。位于上述電路圖一次側(cè),由電阻、二極管、電容器組成的電路就是緩沖
    發(fā)表于 11-27 17:00

    絕緣型轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ):轉(zhuǎn)換器的特征

    本設(shè)計事例使用稱為的變壓方式。在這里,將說明方式的基本
    發(fā)表于 11-27 17:01

    絕緣型轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計

    轉(zhuǎn)換器的特征轉(zhuǎn)換器的工作和緩沖不連續(xù)模式與連續(xù)模式設(shè)計步驟電源規(guī)格的決定設(shè)計使用IC的選擇
    發(fā)表于 11-28 11:37

    AC/DCPWM方式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計方法概述

    PWM方式轉(zhuǎn)換器設(shè)計方法>絕緣型
    發(fā)表于 11-28 14:16

    絕緣型轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計:C1和緩沖電路

    而設(shè)定插入緩沖電路,以抑制浪涌電壓。關(guān)于緩沖電路的詳細內(nèi)容請參照“絕緣型
    發(fā)表于 11-30 11:33

    DC-DC轉(zhuǎn)換器介紹

    DC-DC轉(zhuǎn)換器為例來介紹隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器?! ?.正
    發(fā)表于 12-09 15:25

    變換RCD箝位電路的設(shè)計

    變換RCD箝位電路的設(shè)計 在
    發(fā)表于 01-12 13:17 ?3123次閱讀
    <b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b>變換<b class='flag-5'>器</b>中<b class='flag-5'>RCD</b>箝位<b class='flag-5'>電路</b>的設(shè)計

    有源鉗位轉(zhuǎn)換器電路

    有源鉗位轉(zhuǎn)換器電路圖 采用有源鉗位技術(shù)的
    發(fā)表于 02-19 11:17 ?1.2w次閱讀
    有源鉗位<b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>及<b class='flag-5'>電路</b>圖

    有源鉗位轉(zhuǎn)換器-正轉(zhuǎn)換器

    有源鉗位轉(zhuǎn)換器-正轉(zhuǎn)換器
    發(fā)表于 02-19 11:23 ?2475次閱讀
    有源鉗位<b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>-正<b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>

    轉(zhuǎn)換器的基本原理及其操作背后的機制分析

    本文檔介紹了轉(zhuǎn)換器的基本原理及其操作背后的機制。它包括關(guān)于設(shè)計電阻-電容-二極管 (RCD) 緩沖
    的頭像 發(fā)表于 06-01 16:44 ?4123次閱讀
    <b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>的基本原理及其操作背后的機制分析

    單端開關(guān)電源RCD鉗位電路設(shè)計方法

    單端開關(guān)電源RCD鉗位電路設(shè)計方法(電源技
    發(fā)表于 08-31 13:05 ?177次下載
    單端<b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b>開關(guān)電源<b class='flag-5'>RCD</b><b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b>鉗位<b class='flag-5'>電路</b>設(shè)計方法

    轉(zhuǎn)換器電路的基本器件

    轉(zhuǎn)換器變壓
    的頭像 發(fā)表于 05-21 10:14 ?3375次閱讀
    <b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b><b class='flag-5'>電路</b>的基本器件

    使用 FSQ 系列飛兆電源開關(guān) (FPS?) 的轉(zhuǎn)換器設(shè)計指南

    使用 FSQ 系列飛兆電源開關(guān) (FPS?) 的轉(zhuǎn)換器設(shè)計指南
    發(fā)表于 11-14 21:08 ?6次下載
    使用 FSQ 系列飛兆電源開關(guān) (FPS?) 的<b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>設(shè)計<b class='flag-5'>指南</b>

    如何在轉(zhuǎn)換器緩沖FET關(guān)斷電壓

    上一期,我們介紹了如何在正向轉(zhuǎn)換器導通時緩沖輸出整流的電壓?,F(xiàn)在,我們看一下如何在
    的頭像 發(fā)表于 11-04 09:48 ?729次閱讀
    如何在<b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>中<b class='flag-5'>緩沖</b>FET關(guān)斷電壓

    采用轉(zhuǎn)換器進行高功率應用設(shè)計

    ,具備易于設(shè)計的優(yōu)勢,還能有效減少傳導干擾。 ? 轉(zhuǎn)換器是生成穩(wěn)壓且電氣隔離電壓的理想選擇。憑借簡潔的電路架構(gòu)與成熟的技術(shù)體系,這種電
    發(fā)表于 07-17 10:22 ?41次閱讀
    采用<b class='flag-5'>反</b><b class='flag-5'>激</b><b class='flag-5'>式</b><b class='flag-5'>轉(zhuǎn)換器</b>進行高功率應用設(shè)計