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反激式电源中MOSFET箝位电路

发布日期:2022-11-09 23:40

本文摘要:输出功率100W以下的AC/DC电源一般来说都使用反激式流形结构。这种电源成本较低,用于一个控制器就能获取多路输入追踪,因此受到设计师们的注目,且已沦为元件数少的AC/DC转换器的标准设计结构。不过,反激式电源的一个缺点是不会对初级电源元件产生低形变。 反激式流形结构的工作原理,是在电源导通期间将能量储存在变压器中,在变频器期间再行将这些能量传递到输入。反激式变压器由一个磁芯上的两个或多个耦合绕组包含,激磁能量在被传送到次级之前,仍然储存在磁芯的串联气隙间。

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输出功率100W以下的AC/DC电源一般来说都使用反激式流形结构。这种电源成本较低,用于一个控制器就能获取多路输入追踪,因此受到设计师们的注目,且已沦为元件数少的AC/DC转换器的标准设计结构。不过,反激式电源的一个缺点是不会对初级电源元件产生低形变。

  反激式流形结构的工作原理,是在电源导通期间将能量储存在变压器中,在变频器期间再行将这些能量传递到输入。反激式变压器由一个磁芯上的两个或多个耦合绕组包含,激磁能量在被传送到次级之前,仍然储存在磁芯的串联气隙间。实质上,绕组之间的耦合从会超过极致给定,并且不是所有的能量都通过该气隙展开传送。少量的能源储存在绕组内和绕组之间,这部分能量被称作变压器漏感。

电源插入后,漏感能量会传送到次级,而是在变压器初级绕组和电源之间产生高压尖峰。此外,还不会在插入的电源和初级绕组的等效电容与变压器的漏感之间,产生高频振铃(图1)。

    图1:漏感产生的漏极节点电源瞬态。  如果该尖峰的峰值电压多达电源元件(一般来说为功率MOSFET)的穿透电压,就不会造成破坏性故障。此外,漏极节点的高幅振铃还不会产生大量EMI。

对于输出功率在大约2W以上的电源来说,可以用于箝位电路来安全性力学系统漏感能量,超过掌控MOSFET电压尖峰的目的。  箝位的工作原理  箝位电路用作将MOSFET上的仅次于电压掌控到特定值,一旦MOSFET电压超过阈值,所有额外的漏感能量都会移往到箝位电路,或者再行储存起来渐渐力学系统,或者新的带回主电路。

箝位的一个缺点是它不会力学系统功率并减少效率,因此,有许多有所不同类型的箝位电路可供选择(图2)。有多种箝位用于齐纳二极管来降低功耗,但它们不会在齐纳二极管较慢导通时减少EMI的产生量。RCD箝位需要很好地均衡效率、EMI产生量和成本,因此尤为常用。

    图2:有所不同类型的箝位电路。  箝位  RCD箝位的工作原理为:MOSFET关败军,次级二极管立刻维持偏移偏置,励磁电流对漏极电容电池(图3a)。当初级绕组电压超过由变压器匝数所定义的光线输入电压(VOR)时,次级二极管变频器,励磁能量传递到次级。

漏感能量之后对变压器和漏极电容电池,直到初级绕组电压相等箝位电容电压(图3b)。    图3:RCD箝位电路的初级外侧箝位。  Vc=箝位电压  此时,切断二极管导通,漏感能量被移往到箝位电容(图4a)。

经由电容吸取的充电电流将溢近于节点峰值电压箝位到VIN(MAX)+VC(MAX)。漏感能量几乎移往后,切断二极管变频器,箝位电容静电到箝位电阻,直到下一个周期开始(图4b)。一般来说不会加到一个小电阻与切断二极管串联,以波动在电池周期完结时变压器电感和箝位电容之间产生的任何波动。

这一原始周期不会在箝位电路中导致电压纹波(称作VDELTA),纹波幅度通过调节并联电容和电阻的大小来掌控(图5)。    图4:RCD箝位的工作原理。


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