解決開關電源浪湧電流的吸收電路設計
發布時間:2012-10-29 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】為了防止開關電源係統中的高速開關電路存在的分布電感與電容在二極管蓄積電荷的影響下產生浪湧電壓與噪聲。文中通過采用RC或LC吸收電路對二極管蓄積電荷產生的浪湧電壓采用非晶磁芯和矩形磁芯進行磁吸收,從而解決了開關電源浪湧電流的產生以及抑製問題。
開關電源的主元件大都有寄生電感與電容,寄生電容Cp一般都與開關元件或二極管並聯,而寄生電感L通常與其串聯。由於這些寄生電容與電感的作用,開關元件在通斷工作時,往往會產生較大的電壓浪湧與電流浪湧。
開kai關guan的de通tong斷duan與yu二er極ji管guan反fan向xiang恢hui複fu時shi都dou要yao產chan生sheng較jiao大da電dian流liu浪lang湧yong與yu電dian壓ya浪lang湧yong。而er抑yi製zhi開kai關guan接jie通tong時shi電dian流liu浪lang湧yong的de最zui有you效xiao方fang法fa是shi采cai用yong零ling電dian壓ya開kai關guan電dian路lu。另ling一yi方fang麵mian,開kai關guan斷duan開kai的de電dian壓ya浪lang湧yong與yu二er極ji管guan反fan向xiang恢hui複fu的de電dian壓ya浪lang湧yong可ke能neng會hui損sun壞huai半ban導dao體ti元yuan件jian,同tong時shi也ye是shi產chan生sheng噪zao聲sheng的de原yuan因yin。為wei此ci,開kai關guan斷duan開kai時shi,就jiu需xu要yao采cai用yong吸xi收shou電dian路lu。二er極ji管guan反fan向xiang恢hui複fu時shi,電dian壓ya浪lang湧yong產chan生sheng機ji理li與yu開kai關guan斷duan開kai時shi相xiang同tong,因yin此ci,這zhe種zhong吸xi收shou電dian路lu也ye適shi用yong於yu二er極ji管guan電dian路lu。本ben文wen介jie紹shao了leRC、RC D、LCdengxishoudianlu,zhexiexishoudianludejibengongzuoyuanlijiushizaikaiguanduankaishiweikaiguantigongpanglu,yixishouxujizaijishengdianganzhongdenengliang,bingshikaiguandianyabeiqianwei,congeryizhilangyongdianliu。
1 RC吸收電路
圖1所示是一個RC吸收網絡的電路圖。它是電阻Rs與電容Cs串chuan聯lian的de一yi種zhong電dian路lu,同tong時shi與yu開kai關guan並bing聯lian連lian接jie的de結jie構gou。若ruo開kai關guan斷duan開kai,蓄xu積ji在zai寄ji生sheng電dian感gan中zhong的de能neng量liang對dui開kai關guan的de寄ji生sheng電dian容rong充chong電dian的de同tong時shi,也ye會hui通tong過guo吸xi收shou電dian阻zu對dui吸xi收shou電dian容rong充chong電dian。這zhe樣yang,由you於yu吸xi收shou電dian阻zu的de作zuo用yong,其qi阻zu抗kang將jiang變bian大da,那na麼me,吸xi收shou電dian容rong也ye就jiu等deng效xiao地di增zeng加jia了le開kai關guan的de並bing聯lian電dian容rong的de容rong量liang,從cong而er抑yi製zhi開kai關guan斷duan開kai的de電dian壓ya浪lang湧yong。而er在zai開kai關guan接jie通tong時shi,吸xi收shou電dian容rong又you通tong過guo開kai關guan放fang電dian,此ci時shi,其qi放fang電dian電dian流liu將jiang被bei吸xi收shou電dian阻zu所suo限xian製zhi。

圖1:RC吸收網絡的電路圖
2 RCD吸收電路
本文給出的RCD吸收電路如圖2所示,它由電阻Rs、電容Cs和二極管VDs構成,其中電阻Rs也可以與二極管VDsbinglianlianjie。ruokaiguanduankai,xujizaijishengdianganzhongdenengliangjiangtongguokaiguandejishengdianrongchongdian,kaiguandianyashangsheng。qidianyashangshengdaoxishoudianrongdedianyashi,xishouerjiguandaotong,congershikaiguandianyabeixishouerjiguansuoqianwei(約為1 V左右),同時寄生電感中蓄積的能量也對吸收電容充電。開關接通期間,吸收電容則通過電阻放電。

圖2:RCD吸收電路
采用RC和RCD吸收電路也可以對變壓器消磁,而不必另設變壓器繞組與二極管組成的去磁電路。變壓器的勵磁能量都會在吸收電阻中消耗掉。RC與RCD吸收電路不僅可以消耗變壓器漏感中蓄積的能量,而且也能消耗變壓器勵磁能量,因此,這種方式同時降低了變換器的變換效率。由於RCD吸收電路是通過二極管對開關電壓鉗位,效果要比RC好,同時,它也可以采用較大電阻,但能量損耗也比RC小。
3 LC吸收電路
LC吸收電路如圖3所示,它由Ls、Cs、VDs1和VDs2構成。若開關斷開,蓄積在漏磁或勵磁等電感中的能量可通過VDs1經電容Cs放電,使吸收電容Cs電壓反向,從而使變壓器由電容電壓消磁。這期間,輸入電壓與吸收電容的電壓加到開關上的電壓極性再次反向。一般情況下,LC吸收電路不消耗能量。

圖3:LC吸收電路
4 結束語
要yao提ti高gao開kai關guan頻pin率lv,同tong時shi提ti高gao開kai關guan電dian源yuan產chan品pin的de質zhi量liang,電dian壓ya浪lang湧yong與yu電dian流liu浪lang湧yong問wen題ti必bi須xu重zhong點dian考kao慮lv。本ben文wen是shi在zai分fen析xi了le幹gan擾rao產chan生sheng機ji理li以yi及ji經jing過guo大da量liang實shi踐jian的de基ji礎chu上shang,提ti出chu了le這zhe種zhong行xing之zhi有you效xiao的de抑yi製zhi措cuo施shi。因yin此ci,要yao解jie決jue好hao浪lang湧yong問wen題ti,還hai要yao結jie合he設she計ji的de實shi際ji,分fen析xi浪lang湧yong產chan生sheng的de機ji理li,結jie合he實shi際ji來lai設she計ji浪lang湧yong吸xi收shou電dian路lu,以yi使shi開kai關guan電dian源yuan的de浪lang湧yong幹gan擾rao降jiang到dao最zui低di點dian。
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