RCD尖峰脈沖吸收電路參數(shù)計(jì)算舉例

1、跟電源專家陶顯芳學(xué)電源技術(shù)（完）：RC晚峰脈 沖吸收電路參數(shù)計(jì)算舉例2012年12月13日13:42 作者：陶顯芳1、開關(guān)變壓器初級(jí)線圈漏感Ls的計(jì)算反激式開關(guān)變壓器的漏感一般都比較大，漏感與初級(jí)線圈電感之比，大多數(shù)都在25%之間。漏感的大小主要與變壓器初、次級(jí)線圈的繞法、鐵芯和骨架的結(jié)構(gòu)，以及氣隙大小等參數(shù)有關(guān)，還與磁通密度取值的大小有關(guān)，因?yàn)榇磐芏热〉迷酱?，?dǎo)磁率就會(huì)越小，漏感相對(duì)也要增大。漏感小于2咖大于15%勺開關(guān)變壓器，其結(jié)構(gòu)一般都比較特殊。開關(guān)變壓器初級(jí)線圈電感量的大小，主要與開關(guān)電源的工作頻率有關(guān)，還與工作電壓和輸出功率的大小有關(guān)。 一般輸出功率越大，工作頻率就越低，電感量相應(yīng)

2、也要增大；而工作電壓越高，電感量也越大。開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感L和漏感Ls的大小可以用儀表直接測(cè)量，一般工作頻率為 3050kHz,工作電壓為 AC110V220V的開關(guān)變壓器，其初級(jí)線圈的 電感量大約為：3001000微亨，漏感大約為:10100微亨；計(jì)算時(shí)，可按36%勺比例 來取值進(jìn)行估算。例如：L=1000uH,則可取Ls = 3060uHo尖峰脈沖吸收電容器容量的計(jì)算-跟電源專家陶顯芳學(xué)電源技術(shù)（完）：RC晚峰脈沖吸收電路參數(shù)計(jì)算舉例2012年12月13日13:42來源：電子發(fā)燒友網(wǎng)原創(chuàng) 作者：陶顯芳2、尖峰脈沖吸收電容器容量的計(jì)算要計(jì)算尖峰脈沖吸收電容器容量，首先要計(jì)算流過變壓器初

3、級(jí)線圈電流的最大值。計(jì)算流過變壓器初級(jí)線圈的最大電流Im可根據(jù)開關(guān)電源的最大輸入功率 Pm來估算。電流Im可根據(jù)開關(guān)電源的最大輸入功率 Pm來估算。根據(jù)（26）式，當(dāng)輸出功率一定時(shí)，輸入電壓在 一定的范圍內(nèi)，流過變壓器初級(jí)線圈的最大電流 Im和輸出電壓Uo基本是穩(wěn)定的；變壓器初、 次級(jí)線圈反激輸出電壓的半波平均值也基本是穩(wěn)定的，與輸入電壓的大小無關(guān)， 但對(duì)應(yīng)不同的輸入電壓必須對(duì)應(yīng)不同的占空比，參看（41）、 （42）式。當(dāng)流過開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的最大電流確定之后，尖峰脈沖吸收電容器容量以及電容充電時(shí)電壓增量的數(shù)值就可以按（33）（36）式進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)標(biāo)應(yīng)用中，電容碧C吸收尖峰蹤神電壓增量白份

4、的珈1與開關(guān)管的甫壓B確的參數(shù) 大小有荊假設(shè)電源開關(guān)管的耐壓叫為6邨如顆留泌曲余邕那么，正常工作時(shí) 加倒開關(guān)管DS極之間的量高豚沖電壓匚噸只能達(dá)到S20V火而在52OVp的U岫電壓之中，母 容器C吸收尖融瞄壓塘量瑪(等干白福)這-項(xiàng)是要首先考醐.戚設(shè)叫等于田 電壓的20%,即:3/=104當(dāng)最高輸入電壓為360T時(shí)(對(duì)應(yīng)交流輸入電壓S AC2S3V), 服據(jù)(39)式可求得i|F不M益-4一!嶇 *0-瑚-mios (V) (50) *醵漏感烏與開關(guān)變壓器颼線圈的電家的比值K為根據(jù)(42)式可求勵(lì)破電盛 產(chǎn)生的反搞出電壓的半波平均值U*丸/冬=卜頃網(wǎng)=°仍1°肚1他6 (V

5、) 一 (51).#elecfons oom 年務(wù)或能 £大多數(shù)反激式開關(guān)電源的最大輸出功率都在100W似下，因?yàn)橛糜诜醇な介_關(guān)電源功率損耗大于10W的電源開關(guān)管種類很少，如需要較大的輸出功率， 一般都選用半橋式或全橋式雙激式開關(guān)電源。假設(shè)開夫電源的最大輸出功朝50恥當(dāng)占空比此心或變壓器撇嬲的反毓眺 壓的半波平均值與輸入理壓U相掌即，=t/=108V, U阱二1此6而流遷變壓器 的最大電流M等于平均里流的J倍，由此可楠最大看橫流IlL9SA ;假設(shè)開關(guān) 變壓器初坂繡IS的電艇EOOOuH»«LS=50uH,把這些會(huì)數(shù)RA （34）式，可求得-CM（與）項(xiàng) 岫為EW

6、儼（D一不考慮分流（52），AU. 1（4elecfanscom電尋索綻4V當(dāng)考慮電阻R對(duì)電容器C充電的分流作用，以及開關(guān)管由導(dǎo)通到完全關(guān)斷期間， 漏極電 流對(duì)電容器C充電的分流作用時(shí)，根據(jù)（36）式，假設(shè)分流系數(shù) r = 0.5 ，貝U （ 52）式還 可改寫為：FI rt >。二4(宜二曲10%1也44理1儼(F) 慮分流<53).AJ7104Vel.ecfanS'Com 電&柬疑£U/ h上面（52）和（53）式的計(jì)算結(jié)果，可作為對(duì) RC以峰脈沖吸收電路進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，選擇 電容器容量的上限和下限，最終結(jié)果需要通過電路試驗(yàn)來決定。試驗(yàn)時(shí)，以輸入電壓和輸出

7、功率的最大值為條件，然后，由大到小，選擇不同容量的電容器做試驗(yàn)，用示波器觀測(cè)電源開關(guān)管 D-S兩端的電壓，直到Uds與最高耐壓BVm兩者之 差能滿足余量要求時(shí)，為最佳結(jié)果。這里順便說明一下， 為什么（53）式中的分流系數(shù)取值為 0.5，而不是其它數(shù)值。因?yàn)? 分流系數(shù)r的取值范圍是01,它是一個(gè)動(dòng)態(tài)系數(shù)，它的大小，除了與輸入電壓和輸出功 率和RCD電路中電容、電阻的大小有關(guān)外，還與開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間，以及電流大小有關(guān)系。尖峰脈沖吸收電阻的計(jì)算-跟電源專家陶顯芳 學(xué)電源技術(shù)（完）：RC晚峰脈沖吸收電路參數(shù)計(jì) 算舉例2012年12月13日13:42來源：電子發(fā)燒友網(wǎng)原創(chuàng) 作者：陶顯芳3、尖峰脈沖吸收

8、電阻阻值的計(jì)算紋波電壓 的大小與釋放電阻 R的大小還有關(guān)。一旦電容器的容量確定之后，釋放電阻R的大小就可以根據(jù)（45）（49）來計(jì)算。根據(jù)（38）式，電容器兩端最高電壓為：%二乩T°8+5壯16。 （V） 開關(guān)管關(guān)斷期間（54） eiedontcom * & 或靛& r I根據(jù)（4引式，電容器兩端最低電壓為，4=9祁-；0）708-52 =柘（V） 開美管導(dǎo)通期間（55），j£relecfanscom * 8 皺點(diǎn)把（54）和（55）式的結(jié)果代入（49）式，即可求出 RC的值:，血十MgRC("W 凹 160<56) >el.ecfan

9、scom 電& 玄俊女 I當(dāng)RC的值與開關(guān)留通時(shí)間Ton完全相等時(shí)，(46)式的侵正好等于U,與(56)式的棵豐常城.或者當(dāng)燧電辰凹M100V時(shí),由(56)式計(jì)算輜的結(jié)杲正膳干0.3?, 兩者誤差小干因此,可以認(rèn)為RC的值與開關(guān)管屏通胞hn完全橢，以此為條件科 算RC時(shí)值頂RC% (57).把由(52)酈3)式求出電容器C的敬,以及根據(jù)(25)式黜的如代入)式 制可求出電阻R的值由于，當(dāng)占空比d小于o.m流過電感ms的撤出現(xiàn)端（平均值）,這也會(huì)對(duì)分流系數(shù) 產(chǎn)生躍的翳晚使廿算豐常復(fù)熟為了簡(jiǎn)軋我們?cè)谟?jì)朝關(guān)管的導(dǎo)通麗T.Bt正是以占 空比鼾01為例一當(dāng)占或等于妲時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入電壓I：為赤牝?qū)?/p>

10、應(yīng)的景大蟠做19踞假段開美 變曬初艘圈的電感量EOOOuH, ffiS （25）式,可螭玲的值凱砧Iff=18x1108el.edanscom 電&£晚£f «把（53）、 （58）式的計(jì)算堵果：C =4395P, Tv = 18uS ,代入 （57）式；吧=嘉*煦）（如elecfans com即：計(jì)算結(jié)果為： C = 4395P ; R = 4096 歐姆。試驗(yàn)結(jié)果表明，（53）和（59）式的計(jì)算結(jié)果是合理的。當(dāng)開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的漏感為5初，其反激輸出電壓的平均功率也為5% （Pa = 2.5W ;由于電容器 C兩端電壓的半波平均值為108V,由此可求

11、得電阻 R （4096歐姆）損耗的功率為 2.85W,與精確值2.5瓦相 差0.35W。這正是把（36）式設(shè)為電容器取值范圍下限，對(duì)應(yīng)（53）和（59）所求得的結(jié)果，即由（59）所求得的結(jié)果還是一個(gè)保守的結(jié)果，但其離精確值已經(jīng)非常近。當(dāng)輸入電壓為最大值（AC260M的時(shí)候，其占空比大約只有0.3左右，因此，電容器充電的時(shí)間要比放電的時(shí)間長(zhǎng)很多；但在電容器還充電期間變壓器初級(jí)線圈會(huì)出現(xiàn)斷流，這相當(dāng)于電容器會(huì)提前放電，其結(jié)果與占空比等于 0.5時(shí)的結(jié)果基本相同。 但做試驗(yàn)時(shí)，最好還是以輸入電壓為最大值時(shí)為準(zhǔn)。如電阻R的值取得小些，相當(dāng)于分流系數(shù)r降低，這對(duì)降低開關(guān)管的關(guān)斷損耗是有好處的，因?yàn)?，開關(guān)

12、變壓器漏感儲(chǔ)存的磁能量，一部分是通過開關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的損耗來釋放的， 另一部分則是通過 RCOU路中的電容充電和電阻分流來進(jìn)行釋 放；但電阻的阻值取得太小，又會(huì)從勵(lì)磁電感線圈吸收能量，降低開關(guān)電源的工作效率。在反激式開關(guān)電源中， 很多人用一個(gè)穩(wěn)壓二極管來代替RC血路中的電阻和電容， 用以對(duì)開關(guān)管進(jìn)行過壓保護(hù)， 如圖8所示。從原理上來說，這種方法對(duì)開關(guān)管的過壓保護(hù)是非常 有效的，但實(shí)踐證明，這種保護(hù)方法可靠性很差。因?yàn)?，?dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，1.95A （以上面計(jì)算結(jié)果為例）的電流流過150200V的穩(wěn)壓二極管，其產(chǎn)生的瞬時(shí)功率高達(dá)290390W這么大的瞬時(shí)功率很容易使穩(wěn)壓二極管局部損傷，當(dāng)損傷程度達(dá)到