RC及RCD电路举例分析
RCD钳位电路分析及参数设计
RCD钳位电路分析及参数设计RCD (Residual Current Device)钳位电路是一种用于保护人身安全的电气装置。
它可以检测电流泄露,并在泄露电流超过设定值时切断电流供应,以防止电击事故的发生。
本文将对RCD钳位电路的分析及参数设计进行详细介绍。
RCD钳位电路由三个主要组成部分组成:差动变压器、电流互感线圈和电子比例装置。
差动变压器是其关键组件,主要用于检测电流泄露。
它由两个绕组组成,一个绕组由额定电流通过,称为主绕组;另一个绕组则检测差动电流,称为次级绕组。
在正常工作情况下,主绕组的电流与次级绕组的电流一致,若有电流泄露,两个绕组的电流将不再一致,从而触发电子比例装置切断电流。
参数设计是RCD钳位电路设计的重要部分,其主要目标是确定适当的额定电流和动作时间。
额定电流是指RCD钳位电路能够持续工作的最大电流。
一般来说,在家庭用电中,额定电流为30mA或100mA。
较低额定电流可以更有效地防止电击事故的发生,但也会增加虚警的可能性。
因此,在确定额定电流时,需要根据具体情况进行综合考虑。
动作时间是指RCD钳位电路切断电流的时间。
根据不同应用的要求,动作时间可以有所不同。
对于家庭用电来说,一般要求动作时间在0.1秒至0.3秒之间,以确保及时切断电流。
设计RCD钳位电路的参数还需要考虑安装环境的条件。
例如,在湿度较高的环境中,可能会增加电流泄露的风险,因此额定电流可能需要调整为较低的值。
此外,还需要考虑电流泄露的容忍程度。
对于一些特殊应用,如医疗设备,对电流泄露的容忍程度可能较低,需要更高的额定电流和更快的动作时间。
总之,RCD钳位电路是一种重要的电气安全设备,可以有效防止电击事故的发生。
在设计RCD钳位电路的时候,需要根据具体情况确定合适的额定电流和动作时间,并考虑安装环境的条件,以确保其可靠性和有效性。
rcd缓冲电路的工作原理
rcd缓冲电路的工作原理RCD缓冲电路是一种常见的电子电路,用于保护电路中的电子元件免受电压突变的影响。
它的工作原理是基于电容和电阻的相互作用,通过合理的设计和连接,能够有效地稳定电路中的电压。
RCD缓冲电路由一个电阻(R)和一个电容(C)组成。
当电路中的电压突变时,电容器会吸收电压的变化,从而减缓电压的上升或下降速度。
而电阻则起到限制电流的作用,防止电压突变对电路中的元件造成损坏。
具体来说,当电路中的电压突然上升时,电容器会迅速充电,吸收电压的变化。
这是因为电容器具有储存电荷的能力,当电压上升时,电容器内的电荷会增加,从而减缓电压的上升速度。
相反,当电路中的电压突然下降时,电容器会释放储存的电荷,从而减缓电压的下降速度。
而电阻则起到限制电流的作用。
当电路中的电压突变时,电阻会限制电流的流动,防止电压突变对电路中的元件造成损坏。
电阻的阻值越大,限制电流的能力就越强。
RCD缓冲电路的工作原理可以通过以下实例来说明。
假设我们有一个电路,其中包含一个电容器和一个电阻。
当电路中的电压突然上升时,电容器会吸收电压的变化,从而减缓电压的上升速度。
而电阻则限制电流的流动,防止电压突变对电路中的元件造成损坏。
当电路中的电压突然下降时,电容器会释放储存的电荷,从而减缓电压的下降速度。
这样,RCD缓冲电路能够稳定电路中的电压,保护电子元件免受电压突变的影响。
总之,RCD缓冲电路是一种常见的电子电路,用于保护电路中的电子元件免受电压突变的影响。
它的工作原理是基于电容和电阻的相互作用,通过合理的设计和连接,能够有效地稳定电路中的电压。
通过吸收和释放电荷,以及限制电流的流动,RCD缓冲电路能够减缓电压的上升和下降速度,保护电子元件的安全运行。
在实际应用中,我们可以根据具体的需求和电路特点,选择合适的电容和电阻参数,以实现最佳的缓冲效果。
rcd尖峰吸收电路设计详解
rcd尖峰吸收电路设计详解一、前言RCd尖峰吸收电路是一种常见的电路,它主要用于保护电路中的元器件,防止过压和过流等问题。
在设计RCd尖峰吸收电路时,需要考虑多个因素,如元器件的选择、电路拓扑结构的设计等。
本文将详细介绍RCd尖峰吸收电路的设计原理和实现方法。
二、RCd尖峰吸收电路原理1. RCd尖峰吸收电路概述RCd尖峰吸收电路是一种基于RC滤波器和二极管的保护电路。
它利用了二极管的导通特性,在过压或过流时将多余的能量引入到一个或多个并联的分流通道中,以保护被保护元器件。
2. RC滤波器原理RC滤波器是一种常见的滤波器,它由一个电阻和一个电容组成。
当输入信号经过RC滤波器时,其频率会受到限制,并且高频信号会被滤掉。
因此,在RCd尖峰吸收电路中使用RC滤波器可以限制输入信号的频率范围,并减小输入信号对被保护元器件的影响。
3. 二极管原理二极管是一种具有单向导电性的半导体器件。
当二极管正向偏置时,其导通电阻很小,可以将多余的能量引入到分流通道中;反之,当二极管反向偏置时,其导通电阻很大,可以起到保护作用。
三、RCd尖峰吸收电路设计方法1. 元器件选择在设计RCd尖峰吸收电路时,需要选择合适的元器件。
其中,电容和电阻的参数应根据被保护元器件的特性来确定。
而二极管的参数则应根据最大反向电压和最大反向漏电流来确定。
2. 电路拓扑结构设计在设计RCd尖峰吸收电路时,需要考虑不同拓扑结构对被保护元器件的影响。
常见的拓扑结构包括单级和多级结构。
其中,单级结构适用于对输入信号进行简单限制和滤波;而多级结构适用于对输入信号进行更复杂的限制和滤波。
3. 仿真测试与调试在完成RCd尖峰吸收电路设计后,需要进行仿真测试和调试。
其中,仿真测试可以帮助设计者验证电路的性能和稳定性,以及发现可能存在的问题;而调试则可以帮助设计者进一步优化电路的性能和稳定性。
四、RCd尖峰吸收电路实现方法1. 单级RCd尖峰吸收电路实现方法单级RCd尖峰吸收电路是一种简单的保护电路,其实现方法如下:(1)选择合适的电容和电阻,并将它们串联起来形成一个RC滤波器;(2)将二极管并联在RC滤波器后面,以形成一个分流通道;(3)将被保护元器件连接到分流通道中。
RC电路作用原理及事例分析
RC电路作用原理及事例分析RC吸收回路的作用,一是为了对感性器件在电流瞬变时的自感电动势进行钳位,二是抑制电路中因dV/dt对器件所引起的冲击,在感性负载中,开关器件关断的瞬间,如果此时感性负载的磁通不为零,根据愣次定律便会产生一个自感电动势,对外界辞放磁场储能,为简单起见,一般都采用RC吸收回路,将这部份能量以热能的方式消耗掉。
设计RC吸收回路参数,需要先确定磁场储能的大小,这分几种情况:1、电机、继电器等,它的励磁电感与主回路串联,磁场储能需要全部由RC回路处理,开关器件关断的瞬间,RC回路的初始电流等于关断前的工作电流;2、工频变压器、正激变压器,它的励磁电感与主回路并联,励磁电流远小于工作电流。
虽然磁场储能也需要全部由RC回路处理,但是开关器件关断的瞬间,RC回路的初始电流远小于关断前的工作电流。
3、反激变压器,磁场储能由两部份辞放,其中大部份是通过互感向二次侧提供能量,只有漏感部份要通过RC回路处理,以上三种情况,需要测量励磁电感,互感及漏感值,再求得RC回路的初始电流值。
R的取值,以开关所能承受的瞬时反压,比初始电流值;此值过小则动态功耗过大,引值过大则达不到保护开关的作用;C的取值,则需要满足在钳位电平下能够储存磁能的一半,且满足一定的dV/dt。
电容和电阻串联后和一个电磁阀并联构成一个电路。
那么RC串联的作用是什么?本来是在电磁阀后面对地接一个电容,使电路中的交流成份由电容入地,这样,在电磁阀中没有交流成份,电磁阀工作更稳定(这电磁阀是靠直流电工作的)。
但是,这时电容与电感(电磁阀就相当一个电感)并联就有可能引起振荡,在这个回路中接入一个电阻,起到阻尼作用,就能避免引起振荡。
电磁阀就是一个线圈,通电后产生磁性吸合,使阀门闭合(或打开),线圈有电感,与电容并联就可能产生振荡。
在电感中有电流存在时,电感中有磁场能,在电容两端有电压时,电容中有电场能,当电容与电感并联时,这两种能量可以相互转换。
RCD钳位电路分析及参数设计
4 RCD钳位电路4.1基本原理分析由于变压器漏感的存在,反激变换器在开关管关断瞬间会产生很大的尖峰电压,使得开关管承受较高的电压应力,甚至可能导致开关管损坏。
因此,为确保反激变换器安全可靠工作,必须引入钳位电路吸收漏感能量。
钳位电路可分为有源和无源钳位电路两类,其中无源钳位电路因不需控制和驱动电路而被广泛应用。
在无源钳位电路中,RCD 钳位电路因结构简单、体积小、成本低而倍受青睐。
RCD钳位电路在吸收漏感能量的时候,同时也会吸收变压器中的一部分储能,所以RCD钳位电路参数的选择,以及能耗到底为多少,想要确定这些情况会变得比较复杂。
对其做详细的分析是非常必要的,因为它关系到开关管上的尖峰电压,从而影响到开关管的选择,进而会影响到EMI,并且,RCD电路设计不当,会对效率造成影响,而过多的能量损耗又会带来温升问题,所以说RCD钳位电路可以说是很重要的部分。
图9图10图11反激变换器RCD 钳位电路的能量转移过程可分成5 阶段,详细分析如下:1)t0-t1阶段。
开关管T1导通,二极管D1、D2因反偏而截止,钳位电容C1通过电阻R1释放能量,电容两端电压UC下降;同时,输入电压Ui加在变压器原边电感LP两端,原边电感电流ip线性上升,其储能随着增加,直到t1时刻,开关管T1关断,ip增加到最大值。
此阶段变换器一次侧的能量转移等效电路如图2(a)所示。
2)t1-t2阶段。
从t1时刻开始,开关管进入关断过程,流过开关管的电流id 开始减小并快速下降到零;同时,此阶段二极管D2仍未导通,而流过变压器原边的电流IP首先给漏源寄生电容Cds恒流充电(因LP很大),UDS快速上升(寄生电容Cds较小),变压器原边电感储存能量的很小一部份转移到Cds;直到t2时刻,UDS 上升到Ui+Uf(Uf为变压器副边向原边的反馈电压)。
此阶段变换器一次侧的能量转移等效电路如图2(b)所示,钳位电容C1继续通过电阻R1释放能量。
RCD吸收电路的设计
RCD吸收电路的设计RCD(Residual Current Device)吸收电路是一种用于保护电气设备和人身安全的装置。
它能够检测到电流中的差异,当泄漏电流超过设定的阈值时,RCD会迅速切断电路,以防止电击和电火灾的发生。
在本文中,我将介绍RCD吸收电路的设计原理以及一些基本的计算方法。
首先,让我们讨论RCD的工作原理。
RCD通过比较线路中的输入电流和输出电流的差异来检测泄漏电流。
在正常情况下,输入电流等于输出电流,因为电路是闭合的。
如果有任何泄漏电流发生,即电流通过了非预期的路径(例如人体),那么输入电流就会大于输出电流。
RCD会检测到差异并迅速切断电路,以避免潜在的危险。
RCD吸收电路通常由两个基本的组件构成,一个电流互感器和一个比较器。
电流互感器(也称为Rogowski线圈或电流互感器)用于检测电流的大小和方向。
它是一个线圈,将电流通过磁感应原理转换为电压信号。
比较器用于比较输入电流和输出电流的大小,并根据设定的阈值来触发切断电路。
设计一个RCD吸收电路需要考虑以下几个因素:1.静态和动态灵敏度:静态灵敏度是指RCD能够检测到的最小泄漏电流的大小。
动态灵敏度是指RCD能够在多长时间内检测到泄漏电流并切断电路。
根据国家标准和安全要求,通常要求RCD的静态灵敏度在10mA到30mA之间,动态灵敏度在0.1秒到0.1秒之间。
2.外部干扰:RCD吸收电路需要能够抵抗外部的电磁干扰,例如电磁场和电源噪声。
这需要合适的屏蔽和滤波设计。
3.确定阈值:根据具体的应用需求,我们需要确定RCD的触发阈值。
该阈值是根据应用环境和设备的特性来决定的。
通常情况下,触发阈值在10mA到500mA之间。
下面是一个设计RCD吸收电路的例子,包括一些基本的计算:假设我们需要设计一个RCD吸收电路,具有静态灵敏度为10mA,触发阈值为20mA,并且能够在0.1秒内检测到泄漏电流并切断电路。
1.计算比较器的增益:比较器的增益应该足够大,以便能够检测到小到10mA的差异。
rc缓冲电路和rcd缓冲电路工作原理
rc缓冲电路和rcd缓冲电路工作原理RC缓冲电路和RCD缓冲电路是电子电路中常见的两种缓冲电路。
它们的作用是将不稳定或不理想的电信号转换为稳定的、能够满足后续电路需求的信号。
本文将从RC缓冲电路和RCD缓冲电路的基本原理、应用场景和设计注意事项等方面进行详细探讨。
一、RC缓冲电路的工作原理RC缓冲电路是由一个电阻(R)和一个电容(C)组成的。
当输入信号经过电阻和电容连续地输入电路时,就会产生一个对输入信号进行平滑的作用。
电容器的作用是在电阻充电时存储电能,当电阻上的电压开始下降时,电容器释放存储的电能,以保持输出信号的平稳。
在RC缓冲电路中,R和C的大小决定了输出信号的时间常数(τ=RC)。
时间常数可以理解为输出信号的响应速度,τ越大,输出信号越平滑,响应速度越慢。
因此,通过调整R和C的值,可以控制输出信号的平滑程度和响应速度,以满足特定应用需求。
二、RCD缓冲电路的工作原理RCD缓冲电路是比RC缓冲电路更复杂的一种缓冲电路。
它由一个电阻(R)、一个电容(C)和一个二极管(D)组成。
RCD缓冲电路的主要作用是滤除输入信号中的噪声和高频成分,以使输出信号更加稳定和可靠。
在RCD缓冲电路中,电容器作为一个储能元件,用于存储电能,并使输出信号平滑。
而二极管的作用是将正半周的输入信号直接带过,阻止负半周信号的通过。
这样可以去除输入信号中的噪声和低频成分,从而保证输出信号的纯净性和稳定性。
三、RC缓冲电路和RCD缓冲电路的应用场景1. 音频放大器在音频放大器电路中,RC缓冲电路和RCD缓冲电路常用于提高音频信号的质量和增强音频放大的效果。
它们可以平衡频率响应,提高音频信号的纯净度,同时保护功率放大器免受负载变化的影响。
2. 摄像机和手机摄像头在摄像机和手机摄像头等光电转换电路中,RC缓冲电路和RCD缓冲电路用于处理传感器输出的信号。
它们可以减少输入信号的噪声和干扰,同时提供稳定和可靠的输出信号,以实现高质量的图像捕捉和视频录制。
rcd钳位型吸收电路
rcd钳位型吸收电路
1. 引言
在电子电路设计中,为了抑制电路中干扰信号的影响,通常需要
使用一个吸收电路,将干扰信号吸收掉,以保证主要信号的正常传输。
而rcd钳位型吸收电路就是其中一种常见的吸收电路,本文将对这种
电路进行详细介绍。
2. rcd钳位型吸收电路的原理
rcd钳位型吸收电路是一种简单有效的吸收电路,它主要是通过一个rcd网络来实现的。
其中,r代表电路中的电阻,c代表电路中的电容,而d则代表一个二极管。
当电路中出现干扰信号时,会被二极管d钳位,从而使得电容c
中的电压上升,从而起到吸收干扰信号的作用。
当干扰信号消失后,
电容c中的电压会通过电阻r慢慢回复到初始状态,以保证电路正常
工作。
3. RCD钳位型吸收电路的优点
rcd钳位型吸收电路有以下几个优点:
1. 简单易制作:rcd钳位型吸收电路的电路结构简单,容易制作
和组装。
2. 效果显著:rcd钳位型吸收电路可以有效地吸收电路中的干扰
信号,保证主要信号正常传输。
3. 成本低廉:rcd钳位型吸收电路中所使用的元器件成本低廉,
非常适合大批量生产。
4. RCD钳位型吸收电路的应用
rcd钳位型吸收电路广泛应用于各种电子设备中,如计算机、手机、音频设备等。
它可以有效地抵御来自电源的干扰,以保证电子设备的
正常工作。
5. 总结
rcd钳位型吸收电路是一种简单而有效的吸收电路,它可以通过一个rcd网络来实现。
与其他吸收电路相比,rcd钳位型吸收电路具有制作简单、成本低廉和效果显著等优点。
因此,rcd钳位型吸收电路被广泛应用于各种电子设备中。
RC电阻电容延时电路简要分析
RC延时电路简要分析延时电路经常会用到,最简单的就是RC电路。
图一是最简单的RC延时电路,目的是延时点亮LED。
R1给C1充电,等电容电压到达三极管基极导通电压大概时,三极管开通,LED点亮,二极管D1是让C1可以快速放电的作用。
t = RC |迥%_乡]延时时间叫f,其中V1为电源电压,V0为电容初始时刻电压,Vt为t时刻电容电压。
在这个电路里,V1=5V,V0=0V,Vt=0.7V 延时大概。
电路虽然结构简单,但是要实现较大的延时就要选用大容量的电容,而且充电电阻R1不能太大,否那么三极管不能处于开关状态。
图一VCC 5V图二再看图二,主要是多加了一个的稳压二极管D2,这时候情况就有所改 观。
可以看到,令三极管开通的电容电压提高了 ,也就是说Vt=0.7+2.7=3. 4V 。
代入公式算得延时。
本人在中仿真结果不相上下。
图 二中R3电阻是为了把稳压二极管的反向漏电流导走, 防止充电过程中三极管微 导通。
最后看图三,为了提高延时精度,使用了电压比拟器。
电容电压作为反相端 输入,R3和R2对电源的分压作为同相端输入。
初始状态时, V+ > V-,比拟 器输出高电平,LED 不亮;当电容电压升高到Vt 时,V- > V+,比拟器输出低 电平,LED 被点亮。
R5是正反应电阻,可以有效消除输出抖动。
要算出延时时R2--------- -------------- VW1kflD1—lf1N4148 R1 ■■50kQD2----------- --- ~1BZV55-C2V7 C1 .^ZlOOpF: R3 1QOkC: 2N2221VCC图三i =尺广 cn*]n[ ------------------ ],=代入公式 〔戸7仞2门〕 ,再代入R1和C1 5S 。
这里分压电阻R3和R2采用了特殊的比值,使得取In 刚好为 时间仅仅由R1和C1来决定,给计算带来了简便,同时与电源电压 任何关系。
RCD钳位电路分析及参数设计
4 RCD钳位电路4.1基本原理分析由于变压器漏感的存在,反激变换器在开关管关断瞬间会产生很大的尖峰电压,使得开关管承受较高的电压应力,甚至可能导致开关管损坏。
因此,为确保反激变换器安全可靠工作,必须引入钳位电路吸收漏感能量。
钳位电路可分为有源和无源钳位电路两类,其中无源钳位电路因不需控制和驱动电路而被广泛应用。
在无源钳位电路中,RCD 钳位电路因结构简单、体积小、成本低而倍受青睐。
RCD钳位电路在吸收漏感能量的时候,同时也会吸收变压器中的一部分储能,所以RCD钳位电路参数的选择,以及能耗到底为多少,想要确定这些情况会变得比较复杂。
对其做详细的分析是非常必要的,因为它关系到开关管上的尖峰电压,从而影响到开关管的选择,进而会影响到EMI,并且,RCD电路设计不当,会对效率造成影响,而过多的能量损耗又会带来温升问题,所以说RCD钳位电路可以说是很重要的部分。
图9图10图11反激变换器RCD 钳位电路的能量转移过程可分成5 阶段,详细分析如下:1)t0-t1阶段。
开关管T1导通,二极管D1、D2因反偏而截止,钳位电容C1通过电阻R1释放能量,电容两端电压UC下降;同时,输入电压Ui加在变压器原边电感LP两端,原边电感电流ip线性上升,其储能随着增加,直到t1时刻,开关管T1关断,ip增加到最大值。
此阶段变换器一次侧的能量转移等效电路如图2(a)所示。
2)t1-t2阶段。
从t1时刻开始,开关管进入关断过程,流过开关管的电流id 开始减小并快速下降到零;同时,此阶段二极管D2仍未导通,而流过变压器原边的电流IP首先给漏源寄生电容Cds恒流充电(因LP很大),UDS快速上升(寄生电容Cds较小),变压器原边电感储存能量的很小一部份转移到Cds;直到t2时刻,UDS 上升到Ui+Uf(Uf为变压器副边向原边的反馈电压)。
此阶段变换器一次侧的能量转移等效电路如图2(b)所示,钳位电容C1继续通过电阻R1释放能量。
rc缓冲电路和rcd缓冲电路工作原理
rc缓冲电路和rcd缓冲电路工作原理
RC缓冲电路和RCd缓冲电路是电子工程中常用的两种缓冲电路,它们在电路中起到重要的作用。
首先,我们来探讨RC缓冲电路的工作原理。
RC缓冲电路由电阻(R)和电容(C)组成,通常被用于吸收和阻尼电路中的瞬态能量,以减少电路中的电压或电流冲击。
其工作原理基于RC电路的充放电特性。
当输入信号发生变化时,电容通过电阻进行充电或放电,从而减小了信号的幅度。
这个过程可以减小信号中的高频分量,使信号变得较为平滑。
在某些情况下,RC缓冲电路也用于改变信号的相位。
接下来,我们来看看RCd缓冲电路的工作原理。
RCd缓冲电路是在RC电路的基础上增加了二极管(d)。
二极管的加入使得电路在特定情况下能够更好地吸收和阻尼瞬态能量。
当输入信号的电压超过二极管的阈值电压时,二极管会导通,此时电容可以通过二极管进行充电或放电。
由于二极管的单向导电性,RCd缓冲电路在处理负向信号时具有更好的效果。
同时,二极管可以提供一定的反向隔离,进一步减小了信号的幅度。
这两种缓冲电路在电子设备和系统中有着广泛的应用,如音频处理、电源供应、传感器信号调理等。
通过合理地选择电阻、电容和二极管的参数,可以满足不同的应用需求。
同时,也需要注意RC和RCd缓冲电路可能带来的相位滞后和频率选择性等问题。
总的来说,RC和RCd缓冲电路通过电阻、电容和二极管的协同工作,
有效地吸收和阻尼了电路中的瞬态能量,提高了电子设备和系统的稳定性和可靠性。
RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例
RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例1、开关变压器初级线圈漏感Ls的计算反激式开关变压器的漏感一般都比较大,漏感与初级线圈电感之比,大多数都在2~5%之间。
漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构,以及气隙大小等参数有关,还与磁通密度取值的大小有关,因为磁通密度取得越大,导磁率就会越小,漏感相对也要增大。
漏感小于2%或大于15%的开关变压器,其结构一般都比较特殊。
开关变压器初级线圈电感量的大小,主要与开关电源的工作频率有关,还与工作电压和输出功率的大小有关。
一般输出功率越大,工作频率就越低,电感量相应也要增大;而工作电压越高,电感量也越大。
开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls的大小可以用仪表直接测量,一般工作频率为30~50kHz,工作电压为AC110V~220V的开关变压器,其初级线圈的电感量大约为:300~1000微亨,漏感大约为:10~100微亨;计算时,可按3~6%的比例来取值进行估算。
例如:L=1000uH,则可取 Ls = 30~60uH。
2、尖峰脉冲吸收电容器容量的计算要计算尖峰脉冲吸收电容器容量,首先要计算流过变压器初级线圈电流的最大值。
计算流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。
电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。
根据(26)式,当输出功率一定时,输入电压在一定的范围内,流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo基本是稳定的;变压器初、次级线圈反激输出电压的半波平均值也基本是稳定的,与输入电压的大小无关,但对应不同的输入电压必须对应不同的占空比,参看(41)、(42)式。
当流过开关变压器初级线圈的最大电流确定之后,尖峰脉冲吸收电容器容量以及电容充电时电压增量的数值就可以按(33)~(36)式进行计算。
大多数反激式开关电源的最大输出功率都在100W以下,因为用于反激式开关电源功率损耗大于10W的电源开关管种类很少,如需要较大的输出功率,一般都选用半桥式或全桥式双激式开关电源。
反激电源RCD电路的实践 测试图解分析
关于反激RCD的实验先开个头自己以前没搞过反激准谐振(QR)模式,前一阵子趁有点时间自己搞了一台,用的NCP1207,想改公司一个24V输入转28V1A输出的产品试试结果画好板了,一看NCP1207的最低输入电压为40V,傻眼了算了,不改了就当自己做实验玩吧就改了个48输入12V3A输出的反激准谐振小电源,等焊好一上电,没反应,衰啊后来慢慢搞,终于有输出了,发现NCP1207的3脚过流那个点很不好调,以后要记着了最后调出来了,12V2.5A的时候效率最高,92的样子,3A的时候效率90自我感觉还不错。
估计还有提升的可能后来想着怎么也做出来了,就研究下RC取值对MOS的VDS尖峰和电源整体效率的影响然后开始在网上和论坛上找些关机计算RCD中的RC计算公式,然后和实验比对下看看是否合理!感觉自己是太闲了回头把示波器波形和参数放上来,留着这里丢不了先看最早的一张,初级RCD,R用的68K,C用的471P。
D用的RS1M。
D一直未作改动,下边统一叫初级和次级。
次级RC没有加,峰峰值为196V!(次级我是在变压器两端加的,没有加在整流管的两端!)第二张,想着把次级的加个小吸收,看看对初级的影响。
初级R=68K,C=471P;次级R=22R,C=471P.峰峰值为190v第三张,初级不动,R=68K,C=471P;把次级的C加大,次级R=22R,C=681 P,峰峰值还是为190V第四张,接着加大次级电容,初级R=68K,C=471P;次级R=22R,C=102P.峰峰值小了2V,188V了第五张,继续加大次级电容,初级R=68K,C=471P,次级C=472P ,把R去掉了,峰峰值160V了。
(主要是考虑R会消耗能量影响效率!)第六张,感觉次级加大不太明显,就加下初级吧,先把初级的C加大吧,直接吸得狠点,结果初级R=68K,C=472,次级直接RC取消了,峰峰值168V,还管点事第七张,那把次级加个RC吸收啥效果呢,初级R=68K,C=472P;次级R=22R,C=102P;峰峰值156V,又下来点!第八张,把次级还直接搞到472试试,初级还是R=68K,C=472P;次级C=472,R还去掉,峰峰值150V了以上八张说明电容对MOS的峰值有影响,但也不能太大,还有一个可调的点一直没调呢,调调那个点试试第九张,还是初级电容从小到大,所以初级C=471P,R=68K/2;次级无,峰峰值194V,基本和68K没啥变化第10张,初级电容C=471P不变,电阻R=68K/3,次级还是没有,峰峰值还是194V,和上边没啥区别啊第十一张,接着减小初级R的值,C=471P,R=68K/4,次级无,峰峰值还是194V,无语了,难道R不管事,非也,接着往下看!第十二张,既然这样,我把初级的C加大呢,是不是C的容值太小,吸收的能量太小!所以直接上到472,初级C=472,R=68K/2;次级还是没有,峰峰值154V,效果出来了第十三张,我接着减小初级R的值,C=472P,R=68K/3;次级无,峰峰值150V,比起上边来,下降的不明显了。
RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例
RCD尖峰脉冲吸支电路参数估计举例之阳早格格创做1、启闭变压器初级线圈漏感Ls的估计反激式启闭变压器的漏感普遍皆比较大,漏感与初级线圈电感之比,大普遍皆正在2~5%之间.漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯战骨架的结构,以及气隙大小等参数有闭,还与磁通稀度与值的大小有闭,果为磁通稀度博得越大,导磁率便会越小,漏感相对于也要删大.漏感小于2%或者大于15%的启闭变压器,其结构普遍皆比较特殊.启闭变压器初级线圈电感量的大小,主要与启闭电源的处事频次有闭,还与处事电压战输出功率的大小有闭.普遍输出功率越大,处事频次便越矮,电感量相映也要删大;而处事电压越下,电感量也越大.启闭变压器初级线圈的电感L战漏感Ls的大小不妨用仪容曲交丈量,普遍处事频次为30~50kHz,处事电压为AC110V~220V的启闭变压器,其初级线圈的电感量约莫为:300~1000微亨,漏感约莫为:10~100微亨;估计时,可按3~6%的比率去与值举止估算.比圆:L=1000uH,则可与 Ls = 30~60uH.2、尖峰脉冲吸支电容器容量的估计要估计尖峰脉冲吸支电容器容量,最先要估计流过变压器初级线圈电流的最大值.估计流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据启闭电源的最大输进功率Pm去估算.电流Im可根据启闭电源的最大输进功率Pm去估算.根据(26)式,当输出功率一定时,输进电压正在一定的范畴内,流过变压器初级线圈的最大电流Im战输出电压Uo基础是宁静的;变压器初、次级线圈反激输出电压的半波仄衡值也基础是宁静的,与输进电压的大小无闭,但是对于应分歧的输进电压必须对于应分歧的占空比,参瞅(41)、(42)式.当流过启闭变压器初级线圈的最大电流决定之后,尖峰脉冲吸支电容器容量以及电容充电时电压删量的数值便不妨按(33)~(36)式举止估计.大普遍反激式启闭电源的最大输出功率皆正在100W以下,果为用于反激式启闭电源功率耗费大于10W的电源启闭管种类很少,如需要较大的输出功率,普遍皆采用半桥式或者齐桥式单激式启闭电源.当思量电阻R对于电容器C充电的分流效用,以及启闭管由导通到真足闭断功夫,漏极电流对于电容器C充电的分流效用时,根据(36)式,假设分流系数r = 0.5 ,则(52)式还可改写为:上头(52)战(53)式的估计截止,可动做对于RCD 尖峰脉冲吸支电路举止考查时,采用电容器容量的上限战下限,最后截止需要通过电路考查去决断.考查时,以输进电压战输出功率的最大值为条件,而后,由大到小,采用分歧容量的电容器干考查,用示波器瞅测电源启闭管DS二端的电压,曲到Uds与最下耐压BVm二者之好能谦脚余量央供时,为最佳截止.那里逆便道明一下,为什么(53)式中的分流系数与值为0.5,而出有是其余数值.果为,分流系数r的与值范畴是0~1,它是一个动向系数,它的大小,除了与输进电压战输出功率战RCD电路中电容、电阻的大小有闭中,还与启闭管的闭断时间,以及电流大小有闭系.3、尖峰脉冲吸支电阻阻值的估计纹波电压的大小与释搁电阻R的大小另有闭.一朝电容器的容量决定之后,释搁电阻R的大小便不妨根据(45)~(49)去估计.根据(38)式,电容器二端最下电压为:根据(46)式,电容器二端最矮电压为:把(54)战(55)式的截止代进(49)式,即可供出RC的值:即:估计截止为:C = 4395P ; R = 4096 欧姆.考查截止标明,(53)战(59)式的估计截止是合理的.当启闭变压器初级线圈的漏感为5%时,其反激输出电压的仄衡功率也为5%(Pa = 2.5W);由于电容器C二端电压的半波仄衡值为108V,由此可供得电阻R(4096 欧姆)耗费的功率为2.85W,与透彻值2.5瓦出进0.35W.那正是把(36)式设为电容器与值范畴下限,对于应(53)战(59)所供得的截止,即由(59)所供得的截止仍旧一个守旧的截止,但是其离透彻值已经非常近.当输进电压为最大值(AC260V)的时间,其占空比约莫惟有0.3安排,果此,电容器充电的时间要比搁电的时间少很多;但是正在电容器还充电功夫变压器初级线圈会出现断流,那相称于电容器会提前搁电,其截止与占空比等于0.5时的截止基本相共.但是干考查时,最佳仍旧以输进电压为最大值时为准.如电阻R的值博得小些,相称于分流系数r落矮,那对于落矮启闭管的闭断耗费是有用处的,果为,启闭变压器漏感储藏的磁能量,一部分是通过启闭管闭断时爆收的耗费去释搁的,另一部分则是通过RCD回路中的电容充电战电阻分流去举止释搁;但是电阻的阻值博得太小,又会从励磁电感线圈吸支能量,落矮启闭电源的处事效用.正在反激式启闭电源中,很多人用一个稳压二极管去代替RCD电路中的电阻战电容,用以对于启闭管举止过压呵护,如图8所示.从本理上去道,那种要领对于启闭管的过压呵护利害常灵验的,但是考查道明,那种呵护要领稳当性很好.果为,当启闭管闭断时,1.95A(以上头估计截止为例)的电流流过150~200V的稳压二极管,其爆收的瞬时功率下达290~390W,那样大的瞬时功率很简单使稳压二极管局部益伤,当益伤程度达到某个临界面后,便会爆收热打脱,制成永暂做废.其余,当稳压二极管还出打脱之前,它出有会对于启闭管分流,进而大大删大启闭管的管断耗费;而且,流过稳压二极管的电流还爆收很大的电流突跳,很简单爆收下频电磁辐射.果此,对于启闭管举止过压呵护,正在技能本能圆里,采用RC要近近劣于采用稳压二极管.减小启闭变压器的漏感是普及启闭电源处事效用战处事稳当性的最佳要领,但是那一面很少人注意.。
RC电路作用原理及事例分析
RC电路作用原理及事例分析RC电路作用原理及事例分析RC吸收回路的作用,一是为了对感性器件在电流瞬变时的自感电动势进行钳位,二是抑制电路中因dV/dt对器件所引起的冲击,在感性负载中,开关器件关断的瞬间,如果此时感性负载的磁通不为零,根据愣次定律便会产生一个自感电动势,对外界辞放磁场储能,为简单起见,一般都采用RC吸收回路,将这部份能量以热能的方式消耗掉。
设计RC吸收回路参数,需要先确定磁场储能的大小,这分几种情况:1、电机、继电器等,它的励磁电感与主回路串联,磁场储能需要全部由RC回路处理,开关器件关断的瞬间,RC回路的初始电流等于关断前的工作电流;2、工频变压器、正激变压器,它的励磁电感与主回路并联,励磁电流远小于工作电流。
虽然磁场储能也需要全部由RC回路处理,但是开关器件关断的瞬间,RC回路的初始电流远小于关断前的工作电流。
3、反激变压器,磁场储能由两部份辞放,其中大部份是通过互感向二次侧提供能量,只有漏感部份要通过RC回路处理,以上三种情况,需要测量励磁电感,互感及漏感值,再求得RC回路的初始电流值。
R的取值,以开关所能承受的瞬时反压,比初始电流值;此值过小则动态功耗过大,引值过大则达不到保护开关的作用;C的取值,则需要满足在钳位电平下能够储存磁能的一半,且满足一定的dV/dt。
电容和电阻串联后和一个电磁阀并联构成一个电路。
那么RC串联的作用是什么?本来是在电磁阀后面对地接一个电容,使电路中的交流成份由电容入地,这样,在电磁阀中没有交流成份,电磁阀工作更稳定(这电磁阀是靠直流电工作的)。
但是,这时电容与电感(电磁阀就相当一个电感)并联就有可能引起振荡,在这个回路中接入一个电阻,起到阻尼作用,就能避免引起振荡。
电磁阀就是一个线圈,通电后产生磁性吸合,使阀门闭合(或打开),线圈有电感,与电容并联就可能产生振荡。
在电感中有电流存在时,电感中有磁场能,在电容两端有电压时,电容中有电场能,当电容与电感并联时,这两种能量可以相互转换。
RC延时电路分析
RC延时电路分析电阻R、电容C、电动势E与开关K彼此相互串联,构成有源闭合回路,如图1所示。
当开关K合上后的一段时间内,电路中有电流I通过,电动势E通过电阻R向电容C充电,电容器上的电压Uc逐渐升高,因R、C、E是常量,而Uc、I是变量,故根据回路电压定律,可得:E= IR+Uc (1)因为?t时间内,电路中任意横截面上的平均电流等于电量的变化量,即I=dQ/dt,也就是说电流I是电容C上的电荷Q对时间t的导数。
另根据电容器的定义,Q=CUc,因此I=dQ/dt=d(CUc)/dt=CdUc/dt (2)用(2)式代入(1)式得:E=RCdUc/dt+Uc(3)将方程(3)进行分离变量得:dUc/(E-Uc)=dt/RC,两边积分,(5)对于(3)式一个含有未知函数Uc(t)的微分方程,其初始条件,开关K刚合上的瞬间时t=0,这时电容器上的电压变化量Uc为零,即(Uc/t=0)=0,(4)其中a是任意常数,把初始条件(4)式代入(5)式得a=-LnE,把a的值代入(5)式得-Ln(E-Uc)=1/RC.t-LnE,整理可得LnE-Ln(E-Uc)=(1/RC)*t (6),即t=RC*Ln[E/(E-Uc)], (7)t/rct/rc对(7)式去对数,变为E/(E-Uc)=e,最后得到Uc=E[1- 1/e)。
可见,电容器两端电压的变化与时间的指示函数e-t/RC有关,如图2所示,充电开始时,t=0,Uc=0,I=E/R(最大值),最后I=0,Uc=E(最大值)。
2 延时电路RC参数的选择从以上分析可知,电容器充电速度与R和C的大小有关,即C越大,充至同样电压所需的电荷越多,Uc上升的也就越慢,R越大,充电电流就越小,Uc上升也就越慢。
RCD吸收电路,RCD吸收电路的原理,设计,与RC电路的比较,影响维库电子通
RCD吸收电路,RCD吸收电路的原理,设计,与RC电路的比较,影响维库电子通•RCD吸收电路它由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成。
电阻Rs也可以与二极管VDs并联连接。
RCD吸收电路对过电压的抑制要好于RC吸收电路,与RC电路相比Vce升高的幅度更小。
由于可以取大阻值的吸收电阻,在一定程度上降低了损耗。
目录•RCD吸收电路的原理•RCD吸收电路的设计•RCD吸收电路与RC电路的比较•RCD吸收电路的影响RCD吸收电路的原理•若开关断开,蓄积在寄生电感中能量通过开关的寄生电容充电,开关电压上升。
其电压上升到吸收电容的电压时,吸收二极管导通,开关电压被吸收二极管所嵌位,约为1V左右。
寄生电感中蓄积的能量也对吸收电容充电。
开关接通期间,吸收电容通过电阻放电。
RCD吸收电路的设计•一﹑首先对MOS管的VD进行分段:ⅰ,输入的直流电压VDC;ⅱ,次级反射初级的VOR;ⅲ,主MOS管VD余量VDS;ⅳ,RCD吸收有效电压VRCD1。
二﹑对于以上主MOS管VD的几部分进行计算:ⅰ,输入的直流电压VDC。
在计算VDC时,是依最高输入电压值为准。
如宽电压应选择AC265V,即DC375V。
VDC=VAC *√2ⅱ,次级反射初级的VOR。
VOR是依在次级输出最高电压,整流二极管压降最大时计算的,如输出电压为:5.0V±5%(依Vo =5.25V计算),二极管VF为0.525V (此值是在1N5822的资料中查找额定电流下VF值).VOR=(VF +Vo)*Np/Nsⅲ,主MOS管VD的余量VDS.VDS是依MOS管VD的10%为最小值.如KA05H0165R的VD=650应选择DC65V.VDS=VD* 10%ⅳ,RCD吸收VRCD.MOS管的VD减去ⅰ,ⅲ三项就剩下VRCD的最大值。
实际选取的VRCD应为最大值的90%(这里主要是考虑到开关电源各个元件的分散性,温度漂移和时间飘移等因素得影响)。
VRCD=(VD-VDC -VDS)*90%注意:① VRCD是计算出理论值,再通过实验进行调整,使得实际值与理论值相吻合.② VRCD必须大于VOR的1.3倍.(如果小于1.3倍,则主MOS 管的VD值选择就太低了)③ MOS管VD应当小于VDC的2倍.(如果大于2倍,则主MOS管的VD值就过大了)④ 如果VRCD的实测值小于VOR的1.2倍,那么RCD吸收回路就影响电源效率。
RCD钳位电路分析及参数设计
4 RCD钳位电路4.1基本原理分析由于变压器漏感的存在,反激变换器在开关管关断瞬间会产生很大的尖峰电压,使得开关管承受较高的电压应力,甚至可能导致开关管损坏。
因此,为确保反激变换器安全可靠工作,必须引入钳位电路吸收漏感能量。
钳位电路可分为有源和无源钳位电路两类,其中无源钳位电路因不需控制和驱动电路而被广泛应用。
在无源钳位电路中,RCD 钳位电路因结构简单、体积小、成本低而倍受青睐。
RCD钳位电路在吸收漏感能量的时候,同时也会吸收变压器中的一部分储能,所以RCD钳位电路参数的选择,以及能耗到底为多少,想要确定这些情况会变得比较复杂。
对其做详细的分析是非常必要的,因为它关系到开关管上的尖峰电压,从而影响到开关管的选择,进而会影响到EMI,并且,RCD电路设计不当,会对效率造成影响,而过多的能量损耗又会带来温升问题,所以说RCD钳位电路可以说是很重要的部分。
图9图10图11反激变换器RCD 钳位电路的能量转移过程可分成5 阶段,详细分析如下:1)t0—t1阶段。
开关管T1导通,二极管D1、D2因反偏而截止,钳位电容C1通过电阻R1释放能量,电容两端电压UC下降;同时,输入电压Ui加在变压器原边电感LP两端,原边电感电流ip线性上升,其储能随着增加,直到t1时刻,开关管T1关断,ip增加到最大值。
此阶段变换器一次侧的能量转移等效电路如图2(a)所示。
2)t1-t2阶段。
从t1时刻开始,开关管进入关断过程,流过开关管的电流id 开始减小并快速下降到零;同时,此阶段二极管D2仍未导通,而流过变压器原边的电流IP首先给漏源寄生电容Cds恒流充电(因LP很大),UDS快速上升(寄生电容Cds 较小),变压器原边电感储存能量的很小一部份转移到Cds;直到t2时刻,UDS 上升到Ui+Uf(Uf为变压器副边向原边的反馈电压).此阶段变换器一次侧的能量转移等效电路如图2(b)所示,钳位电容C1继续通过电阻R1释放能量。
rc缓冲电路和rcd缓冲电路工作原理 -回复
rc缓冲电路和rcd缓冲电路工作原理-回复RC缓冲电路和RCD缓冲电路是常见的电子电路,用于对信号进行放大和处理。
它们的工作原理有所不同,在本文中,我将一步一步地解释它们的工作原理,并讨论它们的应用和优缺点。
首先,我们先来了解一下RC缓冲电路的工作原理。
RC缓冲电路是一种基于电容和电阻的简单电路,常常用于信号放大和滤波。
它由一个电容和一个电阻组成,其中电容用于储存电荷,而电阻用于控制电流的流动。
当输入信号进入RC缓冲电路时,它会被电容储存起来,并通过电阻进行放大。
因此,RC缓冲电路可以将输入信号放大,并且对信号进行平滑和滤波。
接下来,让我们来看一下RCD缓冲电路的工作原理。
RCD缓冲电路是一种基于电容、电阻和二极管的电路,它也用于信号放大和处理。
与RC缓冲电路不同的是,RCD缓冲电路中加入了一个二极管。
这个二极管的作用是控制电流的流向,从而实现对信号的放大和处理。
当输入信号进入RCD 缓冲电路时,它会通过电容和电阻被放大,然后再由二极管控制电流的流向。
这样,RCD缓冲电路可以将输入信号进行放大,并且对信号进行反向或正向的处理。
RC缓冲电路和RCD缓冲电路在实际应用中有着各自的优点和缺点。
首先,RC缓冲电路的优点是结构简单、成本低廉,并且对信号的放大和滤波效果较好。
它常常用于音频放大和信号处理的应用中。
然而,它的缺点是对于低频信号的放大效果不是很好,并且可能会导致相位延迟和信号失真。
相比之下,RCD缓冲电路对于低频信号的放大效果较好,并且具有更好的频率响应和相位特性。
它适用于大多数信号处理应用,例如音频放大和高频信号滤波。
然而,RCD缓冲电路相对复杂,成本较高,并且在高频信号处理时可能会出现非线性失真。
总之,RC缓冲电路和RCD缓冲电路是常见的电子电路,用于对信号进行放大和处理。
它们的工作原理分别基于电容、电阻和二极管的特性,并通过对电流和电荷的控制来实现对信号的放大和处理。
尽管它们在应用和性能方面存在一些差异,但它们都是有用的工具,可以被广泛应用于电子设备和通信系统中。
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RC及RCD电路举例分析
耦合电路
1.直接耦合
直接耦合:将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
直接耦合方式的缺点:采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连,因而静态工作点相互影响。
有零点漂移现象。
直接耦合方式的优点:具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号;由于电路中没有大容量电容,易于将全部电路集成在一片硅片上,构成集成电路。
2.阻容耦合
阻容耦合:将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端。
直流分析:由于电容对直流量的电抗为无穷大,因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通,各级的静态工作点相互独立。
交流分析:只要输入信号频率较高,耦合电容容量较大,前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。
因此,在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。
阻容耦合电路的缺点:首先,不适合传送缓慢变化的信号,当缓慢变化的信号通过电容时,将严重被衰减,由于电容有“隔直”作用,因此直流成分的变化不能通过电容。
更重要的是,由于集成电路工艺很难制造大容量的电容,因此,阻容耦合方式在集成放大电路中无法采用。
3.变压器耦合
变压器耦合:将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上。
电路缺点:它的低频特性差,不能放大变化缓慢的信号,且非常笨重,不能集成化。
电路优点:可以实现阻抗变换,因而在分立元件功率放大电路中得到广泛应用。
变压器耦合电路的前后级靠磁路耦合,它的各级放大电路的静态工作点相互独立。
4.光电耦合
光电耦合器:是实现光电耦合的基本器件,它将发光元件(发光二极管)与
光敏元件(光电三极管)相互绝缘地组合在一起。
工作原理:发光元件为输入回路,它将电能转换成光能;光敏元件为输出回路,它将光能再转换成电能,实现了两部分电路的电气隔离,从而可有效地抑制电干扰。
RC电路
1.RC微分电路
如图所示,电阻R和电容C串联后接入输入信号VI,由电阻R输出信号VO,当RC数值与输入方波宽度t W之间满足:τ(RC)《《t W,这种电路就称为微分电路。
在R两端(输出端)得到正、负相间的尖脉冲,而且发生在方波的上升沿和下降沿。
真正的微分电路应该是含运放的,电路原理图及输入输出关系式如下:
2.RC积分电路
电阻R和电容C串联接入输入信号V I,由电容C输出信号V0,当RC(τ)数值与输入方波宽度t W之间满足:τ》》t W,这种电路称为积分电路。
在电容C 两端(输出端)得到锯齿波电压,近似为三角形波,τ》》tW是本电路必要条件,因为他是在方波到来期间,电容只是缓慢充电,VC还未上升到Vm时,方波就消失,电容开始放电,以免电容电压出现一个稳定电压值,而且τ越大,锯齿波越接近三角波。
输出波形是对输入波形积分运算的结果。
3.RC耦合电路
在RC微分电路中,如果电路时间常数τ(RC)》》tW,他将变成一个RC耦合电路。
输出波形与输入波形一样。
如图3所示。
4.RC滤波电路(无源)
在模拟电路,由RC组成的无源滤波电路中,根据电容的接法及大小主要可分为低通滤波电路(如图)和高通滤波电路(电容改成串联形式)。
5.RC脉冲分压器
当需要将脉冲信号经电阻分压传到下一级时,由于电路中存在各种形式的电容,如寄生电容,他相当于在负载侧接有一负载电容,当输入一脉冲信号时,因电容CL的充电,电压不能突变,使输出波形前沿变坏,失真。
为此,可在R1两端并接一加速电容C1,这样组成一个RC脉冲分压器。
钳位电路
钳位电路是使输出电位钳制在某一数值上保持不变的电路。
钳位电路工作原理:设二极管为理想元件,当输入UA=UB=3V时,二极管V1,V2正偏导通,输出被钳制在UA和UB上,即UF=3V;当UA=0V,UB=3V,则V1导通,输出被钳制在UF=UA=0V,V2反偏截止。
1.二极管钳位器
信号经过RC耦合电路将失去直流分量,将信号波形顶部或底部钳定在某一预定直流电平上,从而加入直流分量的电路即钳位器。
图5.4-84A所示二极管顶部钳位器,对应波形为图B。
电路的R和C组成耦合电路,电压源E为钳位电平,当输入信号V1﹥E时,VD导通,C迅速充电,输出VO即为E;当输入信号V1下降时,VD截止,C通过R放电,电路的RC时间常数远大于信号变化周期,C的压降变化很小,输出再现输入波形。
图5.4-85A为底部钳位器,钳位情况类似顶部钳位器。
2.变压器RCD钳位电路
作用:防止漏感的冲击,为漏感能量提供泄放回路。
变压器的漏感是不可消除的,但可以通过合理的电路设计和绕制使之减小。
图1为实际变压器的等效电路,励磁电感同理想变压器并联,漏感同励磁电感串联。
励磁电感能量可通过理想变压器耦合到副边,而漏感因为不耦合,能量不能传递到副边,如果不采取措施,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电路电压过冲和振荡,影响电路工作性能,还会引起EMI问题,严重时会烧毁器件,为抑制其影响,可在变压器初级并联无源RCD钳位电路。
工作原理:引入RCD钳位电路,目的是消耗漏感能量,但不能消耗主励磁电感能量,否则会降低电路效率。
要做到这点必须对RC参数进行优化设计,下面分析其工作原理:当S1关断时,漏感Lk释能,D导通,C上电压瞬间充上去,然后D截止,C通过R放电。
RCD关断吸收电路(开关管关断保护)
RCD关断吸收电路有两种,一种是二极管和电容串联,电阻并联在二极管上,这种电路作用是减缓功率管关断时电压的上升速度,减小关断损耗;另一种是二极管和电容串联,电阻并联在电容上,这种电路的作用是限制功率管关断时的最高电压,防止功率管因关断过压而损坏。
第一个图所示的关断吸收电路在开关管上并联电容,当开关管导通时,电容Cv通过开关管V迅速放电,使得开通瞬间开关管V的附加电流很大,有可能损坏开关管。
为了避免这种情况的发生,实用的关断吸收电路是RCD网络。
由于其中包含二极管,故称为有极性吸收电路(Polarized Snubber)。
第二个图表示有极性关断吸收电路——RCD网络在Buck转换器中的应用,它与开关管并联。
RCD的组成是将电阻Rv和二极管Dv并联后,再与电容Dv 串联。
Rv的作用是在开关管开通时,限制电容Cv的放电电流,并将电容的储能转移到电阻Rv上消耗掉。
二极管Dv的作用是在开关管关断时,使Cv可以经过二极管Dv充电,而Rv则被Dv短路。