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工程師為您講解:開關電源中RC緩沖電路的設計

作者: 時間:2013-12-27 來源:網絡 收藏
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本文引用地址:http://www.cqxgywz.com/article/227192.htm

式(1)表明R上的能量損耗是和C成正比的,因而必須選擇合適的C,這樣,如何選擇C就成了設計RC緩沖電路的關鍵,下面介紹一種比較實用的選擇電容C的方法。事實上,當Q開始關斷時,假設最初的峰值電流Ip的一半流過C,另一半仍然流過逐漸關斷的Q集電極,同時假設變壓器中的漏感保持總電流仍然為Ip。那么,通過選擇合適的電容C,以使開關管集電極電壓在時間tf內上升到2Vdc(其中tf為集電極電流從初始值下降到零的時間,可以從開關管數據手冊上查詢),則有:

工程師為您講解:開關電源中RC緩沖電路的設計

因此,從式(1)和式(3)便能計算出電容C的大小。在確定了C后,而最小導通時間已知,這樣,通過式(2)就可以得到電阻R的大小。

2 帶RC緩沖的正激變換器主電路設計

2.1 電路設計

圖4所示是一個帶有RC緩沖電路的正激變換器主電路。該主電路參數為:Np=Nr=43匝。Ns=32匝,開關頻率f=70kHz,輸入電壓范圍為直流48~96 V,輸出為直流12 V和直流0.5A。

工程師為您講解:開關電源中RC緩沖電路的設計

開關管Q為MOSFET,型號為IRF830,其tf一般為30 ns。

Dl、D2、D3為快恢復二極管,其tf很小(通常tf=30 ns)。

本設計的輸出功率P0=V0I0=6 W,假設變換器的效率為80%,每一路所損耗的功率占輸出功率的1%。這里取Vdc=48V。2.2 實驗分析

下面分兩種情況對該設計進行實驗分析,一是初級繞組有緩沖,次級無緩沖;二是初級無緩沖,次級有緩沖。

(1)初級繞組有緩沖,次級無緩沖

該實驗測量的是開關管Q兩端的漏源電壓,實驗分以下兩種情況:

第一種情況是RS1=1.5 kΩ,CS1不定,輸入直流電壓Vdc為48 V。

其實驗結果為:在RS1不變的情況下,CSl越大,雖然開關管Q的漏感尖峰電壓無明顯降低,但它的漏源電壓變得平緩了,這說明在初級開關管的中,CSl應該選擇比較小的值。

第二種情況是CSl=33 pF,RS1不定,輸入直流電壓Vdc為48V。其結果是:當CS1不變時,RS1越大,開關管Q的漏感尖峰電壓越大(增幅比較小)。

可見,中,參數R的大小對降低漏感尖峰有很大的影響。在選定一個合適的C,同時滿足式(2)時,R應該選擇比較小的值。

(2)次級繞組有緩沖,初級無緩沖

本實驗以D2、D3的陰極作為公共端來測量快恢復二極管的端壓,其結果是,當R不變時,C越大,二極管兩端的漏感尖峰越小。同時理論上,如果C為無窮大時,二極管兩端的電壓中就沒有漏感尖峰。而在實際中,只需讓二極管兩端電壓的漏感尖峰電壓在其端壓峰值的30%以內就可以滿足要求了,這樣同時成本也不會太高。

2.3 設計參數的確定

通過實驗分析可見,在次級快恢復二極管的RC緩沖電路中,當選擇了適當大小的電容C時,在滿足式(2)的情況下,電阻R應該選擇得越小越好。

最終經過實際調試,本設計選擇的RC緩沖電路參數為:

初級:RS1=200,CSl=100 pF

次級:RS2=RS3=5l,CS2=CS3=1000 pF

本設計的初級開關管的RC緩沖

電流傳感器原理


關鍵詞: 開關電源 RC緩沖電路

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