反激式开关电源的RCD吸收电路的设计讲义

合集下载

详解rcd吸收电路原理、设计及作用

详解rcd吸收电路原理、设计及作用

详解rcd吸收电路原理、设计及作用
本文主要讲了rcd吸收电路的原理、设计及作用,具体的随小编来看看吧。

 一、rcd吸收电路原理
 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。

 二、rcd吸收电路参数
 三、rcd吸收电路设计
 1、测量主变压器的初级漏感电感量Lr
 这两种钳位电路均是为了吸收漏感的能量以降低主开关管的电压应力,既然是吸收漏感的能量,显然我们要知道变压器的漏感能量有多大。

然而,需要知道漏感能量有多大,需要知道漏感多大,因此第一步我们就要测量变压器的漏感Lr。

 2、计算漏感能量E
 E=1/2*Lr*Ipk2
 3、确定Vcmax或Vtvs
 一般我们至少要给MOS电压应力留有10%的裕量,保守情况留有20%的
裕量,尤其是没有软启动切功率相对较大的电源里,这里我们取20%的裕量。

所以就有Vcmax(Vtvs)=80%*Vdsmax-√2*Vinmax。

反激钳位电路RCD

反激钳位电路RCD

一种有效的反激钳位电路设计方法0 引言单端反激式开关电源具有结构简单、输入输出电气隔离、电压升/降范围宽、易于多路输出、可靠性高、造价低等优点,广泛应用于小功率场合。

然而,由于漏感影响,反激变换器功率开关管关断时将引起电压尖峰,必须用钳位电路加以抑制。

由于RCD钳位电路比有源钳位电路更简洁且易实现,因而在小功率变换场合RCD钳位更有实用价值。

1 漏感抑制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。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很明显的。

采用合理的方法,可将漏感控制在初级电感的2%左右。

设计时应综合变压器磁芯的选择和初级匝数的确定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、均匀,这样线圈和磁路空间上更接近垂直关系,耦合效果更好。

初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。

2 RCD钳位电路参数设计2.1 变压器等效模型图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,其拓扑如图2所示。

2.2 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。

实验表明,C越大,这儿就越平滑均是将反射电压吸收了部分1)若C 值较大,C 上电压缓慢上升,副边反激过冲小,变压器能量不能迅速传递到副边,见图3(a);2)若C 值特别大,电压峰值小于副边反射电压,则钳位电容上电压将一直保持在副边反射电压附近,即钳位电阻变为死负载,一直在消耗磁芯能量,见图3(b);3)若RC 值太小,C 上电压很快会降到副边反射电压,故在St 开通前,钳位电阻只将成为反激变换器的死负载,消耗变压器的能量,降低效率,见图3(c):4)如果RC 值取得比较合适,使到S1开通时,C 上电压放到接近副边反射电压,到下次导通时,C 上能量恰好可以释放完,见图3(d),这种情况钳位效果较好,但电容峰值电压大,器件应力高。

开关电源rc吸收电路

开关电源rc吸收电路

开关电源rc吸收电路摘要:一、开关电源RC 吸收电路概述1.开关电源的工作原理2.RC 吸收电路的作用二、RC 吸收电路的组成及工作原理1.电容和电阻的特性2.RC 吸收电路的组成3.电路的工作原理三、RC 吸收电路在开关电源中的应用1.电压波动的抑制2.电磁干扰的减小3.开关电源的稳定性提高四、RC 吸收电路的设计与优化1.电容和电阻的选择2.电路参数的计算与分析3.优化方法与技巧正文:一、开关电源RC 吸收电路概述开关电源是一种利用现代电力电子技术,通过开关器件的开通和关断,实现输入电压和输出电压之间能量传递的电源。

然而,在开关电源的工作过程中,由于开关器件的开通和关断,会产生高频电流尖峰,这不仅会引起电磁干扰,还会导致输出电压的波动。

为了抑制这些不良影响,开关电源中通常会加入RC 吸收电路。

二、RC 吸收电路的组成及工作原理1.电容和电阻的特性RC 吸收电路主要由一个电容和一个电阻组成。

电容具有储存电能的特性,而电阻则限制电流的流动。

当开关器件开通时,电容开始充电;当开关器件关断时,电容通过电阻放电。

2.RC 吸收电路的组成RC 吸收电路通常由一个电容和一个电阻组成。

电容可以是单个电容,也可以是多个电容的串联或并联;电阻也可以是单个电阻,也可以是多个电阻的串联或并联。

电容和电阻的数值大小要根据实际应用场景进行选择。

3.电路的工作原理当开关电源的输出电压出现波动时,RC 吸收电路中的电容会储存一部分能量,然后在电阻的作用下释放,从而减小输出电压的波动。

同时,由于电容和电阻对电流的限制作用,可以有效地减小电磁干扰。

三、RC 吸收电路在开关电源中的应用1.电压波动的抑制开关电源的输出电压受到很多因素的影响,如输入电压的波动、负载的变动等,通过加入RC 吸收电路,可以有效地抑制这些因素引起的输出电压波动。

2.电磁干扰的减小开关电源的高频开关过程中会产生大量的高频电流尖峰,这些尖峰会产生很强的电磁干扰。

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路
反激式开关电源结构简单,应用广泛,但其变压器漏感大,开关管存在电压尖峰,在大部分低功率应用场合都会采用简单易实现的RCD钳位电路来减缓电压尖峰,这里将简单介绍RCD电路的工作原理以及如何确定钳位电路中的参数。

 单端反激式开关电源具有结构简单,输入输出电气隔离,输入电压范围宽,易于实现多路输出,可靠性高,成本低等优点而广泛应用于中小功率场合。

但由于反激变压器漏感影响,其功率开关管在关断时将引起电压尖峰,必须用钳位电路加以抑制,因此RCD钳位电路以其简洁易实现多用于小功率场合。

图1和图2分别为反激电路中的RCD钳位电路和电容C两端的电压波形。

 图1反激中的RCD钳位电路
 图2电容两端波形
 1. 漏感的抑制
 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。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很明显的。

采用合理的方法,可将漏感控制在初级电感的2%左右。

 设计时应综合变压器磁芯的选择和初级匝数的确定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、均匀,这样线。

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路
反激式开关电源结构简单,应用广泛,但其变压器漏感大,开关管存在电压尖峰,在大部分低功率应用场合都会采用简单易实现的RCD钳位电路来减缓电压尖峰,这里将简单介绍RCD电路的工作原理以及如何确定钳位电路中的参数。

单端反激式开关电源具有结构简单,输入输出电气隔离,输入电压范围宽,易于实现多路输出,可靠性高,成本低等优点而广泛应用于中小功率场合。

但由于反激变压器漏感影响,其功率开关管在关断时将引起电压尖峰,必须用钳位电路加以抑制,因此RCD钳位电路以其简洁易实现多用于小功率场合。

图1和图2分别为反激电路中的RCD钳位电路和电容C两端的电压波形。

图1 反激中的RCD 钳位电路
图2 电容两端波形
1. 漏感的抑制
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。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很明显的。

采用合理的方法,可将漏感控制在初级电感的2%左右。

设计时应综合变压器磁芯的选择和初级匝数的确定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、均匀,这样线圈和磁路空间上更接近垂直关系,耦合效果更好。

初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。

励磁电感LM同理想变压器并联,漏感LK同励磁电感串联,变压器中漏感能量不能传递到副边,若不采取措施,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电压过冲和振荡,引起EMI。

为抑制其影响,可在变压器初级并联RCD钳位电路。

2. 钳位电路的工作原理
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,因此在电路设计调试过程中要选择恰当的R及C的值,以使其刚好消耗掉漏感。

RCD吸收电路的设计

RCD吸收电路的设计

RCD吸收电路的设计(开关电源)对于一位开关电源工程师来说,在一对或多对相互对立的条件面前做出选择,那是常有的事。

而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。

(即要限制主MOS管最大反峰,又要RCD吸收回路功耗最小)在讨论前我们先做几个假设,①开关电源的工作频率范围:20~200KHZ;②RCD中的二极管正向导通时间很短(一般为几十纳秒);③在调整RCD回路前主变压器和MOS管,输出线路的参数已经完全确定。

有了以上几个假设我们就可以先进行计算: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:①VRCD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.②VRCD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)③MOS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。

反激式开关电源的RCD吸收电路的设计讲义

反激式开关电源的RCD吸收电路的设计讲义

反激式开关电源的RCD吸收电路的设计如上图所示,分析如下一:设计电路的原则①限制MOS功率管的最大反向峰值电压②减小RCD电路的损耗。

上述两者,是相互矛盾的,取折中的办法。

二:设计RCD吸收电路的过程在设计之前,电路的频率、主变压器、输出电路的参数、MOS功率管全部确定。

①计算在最大输入交流电压时,输出的最大直流电压VDCVDC=1.4*V AC单位:V②次级电压反射到初级的等效电压VORV(OR)=(VF+VO)*NP/NSVF:二极管的正向最大电压降,单位:VVO:输出的电压值,考虑精度波动范围,单位:VNP:初级匝数NS:次级匝数③MOS功率管的源—栅极之间的最大耐压值VD的余量值V(DS)VDS=10%*VD单位:V④RCD吸收回路的电压V(RCD)V(RCD)=[VD-V(DC)-V(DS)]*90%单位:V三:RCD试验调整①上述RCD电压值是理论值,通过试验调整,使得实际值和理论值相吻合②V(RCD)>1.3V(OR)若实际测量值小于1.3倍的话,说明选取的MOS功率管的VD值太小.③MOS功率管的VD<2V(DC)若实际测量值大于2倍的话,说明选取的MOS功率管的VD值太大.④V(RCD) <1.2V(OR)说明RCD吸收回路会影响开关电源的效率.⑤V(RCD)是有V(RCD1)和V(OR)组成的.⑥RC时间常数τ是有开关电源的频率确定,一般选择10—20个周期。

⑦选择RC:任意选取瓷片电容和电阻,一般为电阻几十K电阻——几百K的电阻,电容选择几nF——几十nF不等。

任意选择R、C的值,通入交流电压,调节调压器,根据先低压后高压、先轻载后重载的原则,试验过程中观察V(RCD)的值,务必V(RCD)的值小于理论值,调节调压器时,当等于理论值时,停止试验,把R 值变小,重新调整。

合适的RC标准:当高压、重负载时,V(RCD)实际测量值等于理论值。

⑧R的功率应根据V(RCD)的最大值所得,一般计算值的2倍。

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路单端反激式具有结构容易,输入输出电气隔离,输入范围宽,易于实现多路输出,牢靠性高,成本低等优点而广泛应用于中小功率场合。

但因为反激漏感影响,其功率开关管在关断时将引起电压尖峰,必需用钳位加以抑制,因此RCD钳位电路以其简洁易实现多用于小功率场合。

图 1和图 2分离为反激电路中的RCD钳位电路和C两端的电压波形。

图 1反激中的 RCD钳位电路图 2 电容两端波形1.漏感的抑制变压器的漏感是不行消退的,但可以通过合理的电路设计和绕制使之减小。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很显然的。

采纳合理的办法,可将漏感控制在初级的2%左右。

设计时应综合变压器磁芯的挑选和初级匝数确实定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、匀称,这样线圈和磁路空间上更临近垂直关系,耦合效果更好。

初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。

励磁电感LM同抱负变压器并联,漏感LK同励磁电感串联,变压器中漏感能量不能传递到副边,若不实行措施,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电压过冲和振荡,引起EMI。

为抑制其影响,可在变压器初级并联RCD钳位电路。

2.钳位电路的工作原理引入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,因此在电路设计调试过程中要挑选恰当的R及C的值,以使其刚好消耗掉漏感能量。

下面将分析其工作原理。

当开关管Q关断时,变压器初级线圈电压反向,同时漏感LK释放能量挺直对C举行充电,电容C电压快速升高,D截止后C通过R举行放电若C值较大,C上电压缓慢升高,副边反激过冲小,变压器能量不能快速传递到副边;若C值特殊大,电压峰值小于副边反射电压,则钳位电容上电压将向来保持在副边反射电压附近,即钳位变为负载,向来在消耗磁芯能量,此时电容两端波形 3 (a)所示。

图 3 电容两端波形若RC过小,则电容C充电较快,且C将通过电阻R很快放电,囫囵过程中漏感能量消耗很快,在Q开通前钳位电阻则成为变压器的负载,消耗变压器存储的能量,降低效率,电容C两端波形 3(b)所示。

RCD吸收电路的设计

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。

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路
单端反激式具有结构容易,输入输出电气隔离,输入范围宽,易于实现多路输出,牢靠性高,成本低等优点而广泛应用于中小功率场合。

但因为反激漏感影响,其功率开关管在关断时将引起电压尖峰,必需用钳位加以抑制,因此RCD钳位电路以其简洁易实现多用于小功率场合。

图 1和图 2分离为反激电路中的RCD钳位电路和C两端的电压波形。

图 1反激中的 RCD钳位电路
图 2 电容两端波形
1.漏感的抑制
变压器的漏感是不行消退的,但可以通过合理的电路设计和绕制使之减小。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很显然的。

采纳合理的办法,可将漏感控制在初级的2%左右。

设计时应综合变压器磁芯的挑选和初级匝数确实定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、匀称,这样线圈和磁路空间上更临近垂直关系,耦合效果更好。

初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。

励磁电感LM同抱负变压器并联,漏感LK同励磁电感串联,变压器中漏感能量不能传递到副边,若不实行措施,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电压过冲和振荡,引起EMI。

为抑制其影响,可在变压器初级并联RCD钳位电路。

2.钳位电路的工作原理
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,因此在电路设计调试过程中要挑选恰当的R及C的值,以使其刚好消耗掉漏感能量。

下面将分析其工作原理。

第1页共3页。

RCD吸收电路的设计(含计算)

RCD吸收电路的设计(含计算)

反激式开关电源RCD吸收电路的设计对于一位开关电源工程师来说,在一对或多对相互对立的条件面前做出选择,那是常有的事。

而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。

(即要限制主MOS管最大反峰,又要RCD吸收回路功耗最小)在讨论前我们先做几个假设,①开关电源的工作频率范围:20~200KHZ;②RCD中的二极管正向导通时间很短(一般为几十纳秒);③在调整RCD回路前主变压器和MOS管,输出线路的参数已经完全确定。

有了以上几个假设我们就可以先进行计算:一﹑首先对MOS管的V D进行分段:ⅰ,输入的直流电压V DC;ⅱ,次级反射初级的V OR;ⅲ,主MOS管V D余量V DS;ⅳ,RCD吸收有效电压V RCD1。

二﹑对于以上主MOS管V D的几部分进行计算:ⅰ,输入的直流电压V DC。

在计算V DC时,是依最高输入电压值为准。

如宽电压应选择AC265V,即DC375V。

V DC=V AC *√2ⅱ,次级反射初级的V OR。

V OR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V F为0.525V(此值是在1N5822的资料中查找额定电流下V F值).V OR=(V F+V o)*Np/Nsⅲ,主MOS管V D的余量V DS.V DS是依MOS管V D的10%为最小值.如KA05H0165R的V D=650应选择DC65V.V DS=V D* 10%ⅳ,RCD吸收V RCD.MOS管的V D减去ⅰ,ⅲ三项就剩下V RCD的最大值。

实际选取的V RCD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)。

V RCD=(V D-V DC -V DS)*90%注意:①V RCD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.②V RCD必须大于V OR的1.3倍.(如果小于1.3倍,则主MOS管的V D值选择就太低了)③MOS管V D应当小于V DC的2倍.(如果大于2倍,则主MOS管的V D值就过大了)④如果V RCD的实测值小于V OR的1.2倍,那么RCD吸收回路就影响电源效率。

开关电源RCD电路设计

开关电源RCD电路设计
一、 引言
反激式变换器具有低成本,体积小,易于实现多路输出等优点,因此被广泛应用 于中小功率(≤100w)的电源中。
但是,由于变压器漏感的存在及其它分布参数的影响,反激式变换器在开关管关 断瞬间会产生很大的尖峰电压,这个尖峰电压严重危胁着开关管的正常工作,必 须采取措施对其进行抑制,目前,有很多种方法可以实现这个目的,其中的RCD 箝位法以其结构简单,成本低廉的特点而得以广泛应用,但是,由于RCD箝位电 路的箝位电压会随着负载的变化而变化,如果参数设计不合理,该电路或者会降 低系统的效率,或者会达不到箝位要求而使开关管损坏,本文介绍了反激式变换 器中的RCD箝位电路的基本原理,给出了一套较为实用的设计方法。
Abstract: The application of RCD circuit in converter can realize low cost and low parts cout .How to design that circuit is introduced.
Keyword: RCD clamp, Flyback converter
三、 RCD 箝位电路的设计
在RCD 箝位电路中电阻 Rc和电容Cc的取值都比较大,因此,箝位电容Cc上的电 压在每个开关周期不会有较大的变化,这样,我们可以用一个恒定值 Vclamp来 表示箝位电容两端的电源。在此基础上我们可以按以下几个步骤来设计RCD箝位 电路。
步骤一:确定箝位电压Vclamp
关于我们 联系我们
电子零件 电脑产品 商展中心 采购交易会 环球资源企业网 世界经理人 人才资源
EE Times Network ESM Online
反激式变换器中RCD箝位电路的设计
上网时间 : 2004年09月03日

一种反激式开关电源中mos管的rc吸收电路

一种反激式开关电源中mos管的rc吸收电路

一种反激式开关电源中MOS管的RC吸收电路随着现代电子技术的不断发展,电源电路在各种电子设备中起着至关重要的作用。

反激式开关电源作为一种高效、稳定的电源供应方式,在各类电子设备中得到了广泛应用。

在反激式开关电源中,MOS管是一个至关重要的器件,其工作稳定性和电磁兼容性直接影响电源整体的性能。

在反激式开关电源中,由于MOS管的导通/关断速度非常快,会产生由于开关过程中MOS管产生的高频脉冲噪声和干扰。

为了保证电源的稳定性和抑制这些干扰,需要在MOS管的控制电路中加入RC吸收电路。

RC吸收电路是一种常用的消除开关电源中MOS管产生的高频噪声的电路,其原理是利用电容和电阻构成的低通滤波器,滤除MOS管产生的高频脉冲信号。

本文将着重介绍一种效果良好的反激式开关电源中MOS管的RC吸收电路设计方案。

一、RC吸收电路原理1.1 电容滤波原理电容滤波器是一种利用电容器对信号进行滤波的电路,它能够让低频信号通过而阻隔高频信号。

在反激式开关电源中,通过串联一个较大的电容器,可以滤出MOS管产生的高频脉冲信号,使之不会通过到负载端,从而起到消除噪声和干扰的作用。

1.2 电阻分压原理电阻分压是一种通过串联电阻器来降低电压幅度的方法。

在RC吸收电路中,串联一个电阻,可以在一定程度上吸收MOS管断路时产生的高压峰值信号,从而保护开关元件和负载,确保电路的可靠性和稳定性。

二、RC吸收电路设计2.1 电容器选取在反激式开关电源中,电容器的选取非常重要。

一般建议选取电容值较大、频率响应良好的电解电容,以滤除高频脉冲噪声。

另外,电容器的耐压和工作温度也是设计时需要考虑的重要因素。

2.2 电阻选取电阻的选取要根据MOS管的工作电压和功率来确定。

一般情况下,选取功率稍大于MOS管额定功率的电阻,以保证长时间的稳定工作。

另外,电阻的阻值也需要根据具体的工作情况来确定,一般需要通过实验和仿真来确定最佳的设计参数。

2.3 RC吸收电路的连接在设计完成后,RC吸收电路需要按照规定的连接方式进行接入。

反激式 RCD 开关电源原理及设计

反激式 RCD 开关电源原理及设计

反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]因该电源是公司产品的一个配套使用,且各项指标都不是要求太高,故选用最常用的反激拓扑,这样既可以减小体积(给的体积不算大),还能降低成本,一举双的!反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。

先学习下Buck-Boost变换器:工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候,二极管D1反向偏置关断,电流Is流过电感L,电感电流IL线性上升,储存能量!2.当管子关断时,电感电流不能突变,电感两端电压反向为上负下正,二极管D1正向偏置开通!给电容C充电及负载提供能量!3.接着开始下个周期!从上面工作可以看出,Buck-Boost变换器是先储能再释放能量,VS不直接向输出提供能量,而是管子打开时,把能量储存在电感,管子关断时,电感向输出提供能量!根据电流的流向,可以看出上边输出电压为负输出!根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*(1-D)代入上式得Vin*D=Vout*(1-D)得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/(1-D)看下主要工作波形从波形图上可以看出,晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo(也就是Vin+Vout);再看最后一个图,电感电流始终没有降到0,所以这种工作模式为电流连续模式(Ccm 模式)。

如果再此状态下把电感的电感量减小,减到一定条件下,会出现这个波形!从上图可以看出,电感电流始终降到0后再到最大,所以这种模式叫不连续模式(DCM 模式)。

把上边的Buck-Boost变换器的开关管和续流管之间加上一个变压器就会变成反激变换器!还是和上边一样,先把原理大概讲下:1.开关开通,变压器初级电感电流在输入电压的作用下线性上升,储存能量。

反激式(RCD)开关电源原理及设计

反激式(RCD)开关电源原理及设计

反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]因该电源是公司产品的一个配套使用,且各项指标都不是要求太高,故选用最常用的反激拓扑,这样既可以减小体积(给的体积不算大),还能降低成本,一举双的!反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。

先学习下Buck-Boost变换器:工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候,二极管D1反向偏置关断,电流Is流过电感L,电感电流IL线性上升,储存能量!2.当管子关断时,电感电流不能突变,电感两端电压反向为上负下正,二极管D1正向偏置开通!给电容C充电及负载提供能量!3.接着开始下个周期!从上面工作可以看出,Buck-Boost变换器是先储能再释放能量,VS不直接向输出提供能量,而是管子打开时,把能量储存在电感,管子关断时,电感向输出提供能量!根据电流的流向,可以看出上边输出电压为负输出!根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*(1-D)代入上式得Vin*D=Vout*(1-D)得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/(1-D)看下主要工作波形从波形图上可以看出,晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo(也就是Vin+Vout);再看最后一个图,电感电流始终没有降到0,所以这种工作模式为电流连续模式(Ccm 模式)。

如果再此状态下把电感的电感量减小,减到一定条件下,会出现这个波形!从上图可以看出,电感电流始终降到0后再到最大,所以这种模式叫不连续模式(DCM 模式)。

把上边的Buck-Boost变换器的开关管和续流管之间加上一个变压器就会变成反激变换器!还是和上边一样,先把原理大概讲下:1.开关开通,变压器初级电感电流在输入电压的作用下线性上升,储存能量。

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路单端反激式具有结构容易,输入输出电气隔离,输入范围宽,易于实现多路输出,牢靠性高,成本低等优点而广泛应用于中小功率场合。

但因为反激漏感影响,其功率开关管在关断时将引起电压尖峰,必需用钳位加以抑制,因此RCD钳位电路以其简洁易实现多用于小功率场合。

图 1和图 2分离为反激电路中的RCD钳位电路和C两端的电压波形。

图 1反激中的 RCD钳位电路图 2 电容两端波形1.漏感的抑制变压器的漏感是不行消退的,但可以通过合理的电路设计和绕制使之减小。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很显然的。

采纳合理的办法,可将漏感控制在初级的2%左右。

设计时应综合变压器磁芯的挑选和初级匝数确实定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、匀称,这样线圈和磁路空间上更临近垂直关系,耦合效果更好。

初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。

励磁电感LM同抱负变压器并联,漏感LK同励磁电感串联,变压器中漏感能量不能传递到副边,若不实行措施,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电压过冲和振荡,引起EMI。

为抑制其影响,可在变压器初级并联RCD钳位电路。

2.钳位电路的工作原理引入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,因此在电路设计调试过程中要挑选恰当的R及C的值,以使其刚好消耗掉漏感能量。

下面将分析其工作原理。

当开关管Q关断时,变压器初级线圈电压反向,同时漏感LK释放能量挺直对C举行充电,电容C电压快速升高,D截止后C通过R举行放电若C值较大,C上电压缓慢升高,副边反激过冲小,变压器能量不能快速传递到副边;若C值特殊大,电压峰值小于副边反射电压,则钳位电容上电压将向来保持在副边反射电压附近,即钳位变为负载,向来在消耗磁芯能量,此时电容两端波形 3 (a)所示。

图 3 电容两端波形若RC过小,则电容C充电较快,且C将通过电阻R很快放电,囫囵过程中漏感能量消耗很快,在Q开通前钳位电阻则成为变压器的负载,消耗变压器存储的能量,降低效率,电容C两端波形 3(b)所示。

反击式开关电源的RCD电路设计

反击式开关电源的RCD电路设计

反激式开关电源RCD吸收电路的设计对于一位开关电源工程师来说,在一对或多对相互对立的条件面前做出选择,那是常有的事。

而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。

(即要限制主MOS管最大反峰,又要RCD 吸收回路功耗最小)在讨论前我们先做几个假设,①开关电源的工作频率范围:20~200KHZ;② RCD中的二极管正向导通时间很短(一般为几十纳秒);③在调整RCD回路前主变压器和MOS管,输出线路的参数已经完全确定。

有了以上几个假设我们就可以先进行计算: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:①VRCD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.②VRCD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)③MOS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。

开关电源rcd吸收电路参数设计

开关电源rcd吸收电路参数设计

开关电源rcd吸收电路参数设计
开关电源RCD(剩余电流动作保护器)吸收电路参数设计是指在开关电源中加入适当的RCD电路,以确保电路的安全性和人身安全。

RCD是一种用于检测电路中漏电情况的装置,当电路中出现漏电时,RCD能够迅速切断电源,防止电击事故的发生。

在设计开关电源RCD吸收电路参数时,需要考虑以下几个关键因素:
1. RCD额定电流:根据实际应用场景和负载电流的大小选择合适的RCD额定电流。

额定电流通常与所需的灵敏度和负载电流有关。

2. 漏电动作时间:根据安全标准和要求,确定RCD的漏电动作时间。

漏电动作时间是指RCD监测到漏电后切断电源的响应时间,一般要求在几十毫秒内完成。

3. 额定短路容量:RCD需要具备足够的额定短路容量,以便在短路情况下可靠地切断电源。

额定短路容量是指RCD能够承受的最大短路电流。

4. 安全操作温度范围:确定RCD的安全操作温度范围,以保证其在正常工作条件下稳定可靠。

设计开关电源RCD吸收电路参数时,需要结合实际应用需求和相关标准要求进行综合考虑。

此外,还需要进行电路仿真、实验验证等工作,确保RCD吸收电路的性能和稳定性。

需要注意的是,不同的国家和地区可能有不同的安全标准和法规要求,对于开关电源RCD吸收电路参数的设计和选择应参考当地的法
律法规和技术标准。

为了确保电路的安全和可靠性,建议咨询专业的电气工程师或从事相关领域的专业人士。

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路

认识反激中的RCD吸收电路
单端反激式开关电源具有结构简单,输入输出电气隔离,输入电压范围宽,易于实现多路输出,可靠性高,成本低等优点而广泛应用于中小功率场合。

但由于反激变压器漏感影响,其功率开关管在关断时将引起电压尖峰,必须用钳位电路加以抑制,因此RCD钳位电路以其简洁易实现多用于小功率场合。

1.漏感的抑制
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。

设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很明显的。

采用合理的方法,可将漏感控制在初级电感的2%左右。

设计时应综合变压器磁芯的选择和初级匝数的确定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。

绕制时绕线要尽量分布得紧凑、均匀,这样线圈和磁路空间上更接近垂直关系,耦合效果更好。

初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。

励磁电感LM同理想变压器并联,漏感LK同励磁电感串联,变压器中漏感能量不能传递到副边,若不采取措施,漏感将通过寄生电容释放能量,引起电压过冲和振荡,引起EMI。

为抑制其影响,可在变压器初级并联RCD钳位电路。

2.钳位电路的工作原理
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,因此在电路设计调试过程中要选择恰当的R及C的值,以使其刚好消耗掉漏感能量。

下面将分析其工作原理。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

反激式开关电源的RCD吸收电路的设计
如上图所示,分析如下
一:设计电路的原则
①限制MOS功率管的最大反向峰值电压
②减小RCD电路的损耗。

上述两者,是相互矛盾的,取折中的办法。

二:设计RCD吸收电路的过程
在设计之前,电路的频率、主变压器、输出电路的参数、MOS功率管全部确定。

①计算在最大输入交流电压时,输出的最大直流电压VDC
VDC=1.4*VAC
单位:V
②次级电压反射到初级的等效电压VOR
V(OR)=(VF+VO)*NP/NS
VF:二极管的正向最大电压降,单位:V
VO:输出的电压值,考虑精度波动范围,单位:V
NP:初级匝数
NS:次级匝数
③MOS功率管的源—栅极之间的最大耐压值VD的余量值V(DS)
VDS=10%*VD
单位:V
④RCD吸收回路的电压V(RCD)
V(RCD)=[VD-V(DC)-V(DS)]*90%
单位:V
三:RCD试验调整
①上述RCD电压值是理论值,通过试验调整,使得实际值和理论值相吻合
②V(RCD)>1.3V(OR)
若实际测量值小于1.3倍的话,说明选取的MOS功率管的VD值太小.
③MOS功率管的VD<2V(DC)
若实际测量值大于2倍的话,说明选取的MOS功率管的VD值太大.
④V(RCD) <1.2V(OR)
说明RCD吸收回路会影响开关电源的效率.
⑤V(RCD)是有V(RCD1)和V(OR)组成的.
⑥RC时间常数τ是有开关电源的频率确定,一般选择10—20个周期。

⑦选择RC:任意选取瓷片电容和电阻,一般为电阻几十K电阻——几百K的电阻,
电容选择几nF——几十nF不等。

任意选择R、C的值,通入交流电压,调节调压器,根据先低压后高压、先轻载后重载的原则,试验过程中观察V(RCD)的值,务
必V(RCD)的值小于理论值,调节调压器时,当等于理论值时,停止试验,把R 值变小,重新调整。

合适的RC标准:当高压、重负载时,V(RCD)实际测量值等于理论值。

⑧R的功率应根据V(RCD)的最大值所得,一般计算值的2倍。


⑨RCD吸收回路的R值越小,开关电源的效率越低;R值越大,MOS功率管有可能
被击穿。

相关文档
最新文档