反激式开关电源漏极钳位保护电路设计方案
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。
反激变换器箝位电路的设计
第 ２ １卷 第 ２ １期
Ｖｏ １ ． ２ｌ Ｎｏ ． ２１
电 子 设 计 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 １ １ 月
ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ３
反激 变换 器 箝位 电路 的设计
牛春 远 ， 潘 永雄 ，刘鸿飞
（ 广 东工 业 大 学 广 东 广 州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ） 摘 要 ：反 激 式 变换 器 原 边 漏 感 引起 的 电 压 尖 峰 对 功 率 器件 和 电 路 性 能 影 响 很 大 ，本 文 基 于 抑 制 漏 感 尖峰 影 响 的 目
的， 考 虑 到 次级 反 射 电 压 也 为 箝 位 电路 提 供 能 量 ， 同 时箝 位 电 容 电压 并 非 不 变 量 ， 采 用 了一 种 改进 的 箝 位 电路 的 设 计 方法， 推导 出 的表达式 ， 结 合 反 激 变换 器应 力 、 效 率 和 传 导 干扰 实 验 ， 得 出 了 随 着 箝位 电 阻 值 的 增 大 ， 变 换 器 的 效 率会 提 高 、 传 导 干 扰 会 变差 的结 论 。根 据 反 激 变 换 器 对 效 率 和 Ｅ Ｍ Ｉ 的侧重点 不同， 选 取 箝 位 电路 参 数 可 以 满 足 反 激
反激式开关电源电路设计
反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路：用于对输入电压进行滤波，消除噪声和干扰。
2.整流电路：将输入交流电压转换为直流电压。
3.开关变压器：通过变压器实现电压的升降。
4.开关管：通过快速开关控制电源的输出。
5.输出滤波电路：对输出电压进行滤波，减小纹波。
二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求：首先需要确定设计要求，包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。
2.选择开关管和变压器：根据需求选择合适的开关管和变压器，考虑其最大工作电流和功率损耗。
3.转换频率的选择：根据应用的具体要求，选择合适的转换频率。
较高的频率可以减小变压器的尺寸，但也会增加开关管的功耗。
4.控制电路设计：设计开关管的控制电路，包括驱动电路和保护电路，确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。
5.输出滤波电路设计：设计输出滤波电路，用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波，提高稳定性和负载能力。
6.开关电路设计：设计开关电路，确保开关管的快速开关和可靠性。
7.其他辅助电路设计：如过温保护电路、过流保护电路等。
8.电路板布局和布线：根据电路设计和要求进行电路板布局和布线，提高电路的可靠性和稳定性。
9.电路仿真和调试：使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析，并进行实际的电路调试，确保电路的可靠性和稳定性。
三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计：选择合适的元件和电路设计，减小功率损耗，提高电源的整体效率。
2.稳定性设计：考虑负载稳定性的要求，选择合适的控制策略和滤波电路，提高电源的稳定性和负载能力。
3.保护设计：考虑过温、过流、短路等保护功能的设计，保护电源和负载器件的安全。
4.电磁兼容设计：反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰，需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。
5.安全性设计：合理设置安全保护电路和安全措施，确保电源在故障情况下能够及时切断电源，保护用户的安全。
通过以上步骤和注意事项，可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源，满足不同应用领域的需求。
(整理)有效的反激钳位电路设计方法
一种有效的反激钳位电路设计方法、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。
均是将反射电压吸收了部分实验表明，C 越大，这儿就越平滑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)；此句有道理，因为初级电流下降时次级电流开始上升。
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)；实验表明R或C值越小就会这样，但不一定会到零，R太小，放电就快，C太小很快充满，小到一定程度就会这样回到零。
反激式开关电源钳位电路回路 -回复
反激式开关电源钳位电路回路-回复什么是反激式开关电源钳位电路回路？反激式开关电源钳位电路回路（Flyback Switching Power Supply Clamping Circuit Loop）是一种用于反激式开关电源的电路回路，用来实现电路的稳定运行和提高电源的效率。
该电路回路通过控制电感储能和输出负载来实现电源的稳定输出，并且通过回路中的元件对电源输出信号进行剪波和调整，以达到预期的电源输出稳定性和质量。
反激式开关电源钳位电路回路的原理是通过开关管进行周期性的开关操作，将输入的直流电压转换为高频脉冲信号。
这些脉冲信号经过变压器的变压变流作用，形成输出交流电。
然而，在这个过程中，由于变压器和开关管本身的特性以及负载变化等原因，会产生一些电压波动和噪声。
为了解决这些问题，反激式开关电源钳位电路回路涉及到多个关键元件和设计技巧。
下面将一步一步介绍如何设计一个简单的反激式开关电源钳位电路回路。
首先，在设计反激式开关电源钳位电路回路之前，需要了解所需的输出电压和电流范围。
根据负载的要求和应用场景选择合适的变压器和开关管。
接下来，选择一个合适的电感元件。
电感元件在反激式开关电源中起到储能和滤波的作用。
它能够将开关管的开关信号转换为稳定的输出电流。
合适的电感元件可以根据预期的输出电流和开关频率来选择。
较大的电感值可以实现更好的滤波效果，但也会增加体积和成本。
较小的电感值则可以减小体积和成本，但可能会影响输出质量。
然后，需要选择合适的电容元件。
电容元件通常用于剪波和稳定输出电压。
它能够吸收电源中的噪声和波动，使输出电压更稳定。
合适的电容值可以根据预期的输出电压波动范围和频率响应来选择。
较大的电容值可以实现更好的稳压效果，但也会增加体积和成本。
较小的电容值则可以减小体积和成本，但可能会影响输出电压的稳定性。
另外，一个关键的元件是钳位二极管。
钳位二极管用于限制输出电压的峰值，防止过压损坏负载。
选择合适的钳位二极管需要考虑预期的输出电压和电流，以及其反向耐压和反向电流特性。
反激式开关电源漏极钳位保护电路设计方案
反激式开关电源漏极钳位保护电路设计方案嘿，大家好！今天我要分享的是关于反激式开关电源漏极钳位保护电路的设计方案。
咱们就直接进入主题吧！咱们得明白，反激式开关电源在运行过程中，由于各种原因，可能会产生漏极电压过高的情况。
这时候，如果没有有效的保护措施，就会导致开关管损坏，甚至引发火灾等安全事故。
所以，设计一款漏极钳位保护电路就显得尤为重要。
一、设计目标我们的目标是：在反激式开关电源中，当漏极电压超过设定的安全值时，及时启动保护电路，将漏极电压限制在安全范围内，从而保护开关管不受损坏。
二、设计原理2.检测电路：负责实时监测漏极电压，当电压超过设定值时，输出高电平信号。
3.比较电路：将检测电路输出的高电平信号与设定的阈值电压进行比较，若检测电压高于阈值电压，则输出高电平信号至驱动电路。
4.驱动电路：接收比较电路输出的高电平信号，驱动钳位电路工作。
5.钳位电路：将漏极电压限制在安全范围内，防止开关管损坏。
三、设计方案1.检测电路设计检测电路主要由一个电压比较器和一个分压电阻组成。
电压比较器选用LM358，具有响应速度快、精度高等特点。
分压电阻用于将漏极电压分压至比较器的输入端。
2.比较电路设计比较电路选用LM311，具有高速、高精度等特点。
阈值电压由一个可调电阻设定，可根据实际需要调整。
3.驱动电路设计驱动电路选用三极管，将比较电路输出的高电平信号放大，驱动钳位电路工作。
4.钳位电路设计钳位电路主要由一个稳压二极管和一个电阻组成。
稳压二极管选用1N4746，具有稳定电压为15V的特点。
电阻用于限制稳压二极管的电流，防止过流损坏。
四、电路仿真在设计完成后，我们可以使用Multisim等仿真软件对电路进行仿真测试。
通过调整输入电压、负载等参数，观察保护电路是否能够及时启动，将漏极电压限制在安全范围内。
好了，今天的分享就到这里。
希望这个设计方案能对大家有所帮助。
如果你有任何疑问或建议，欢迎在评论区留言交流。
我们下次再见！注意事项：1.检测电路的精度至关重要。
针对反激式开关电源箝位电路设计分析
针对反激式开关电源箝位电路设计分析【摘要】本文首先对反激式开关电源钳位电路进行概述，并在此基础上针对反激式开关电源钳位电路的优化设计进行了系统研究。
期望通过本文的研究能够对提高反激式开关电源的安全性、可靠性有所帮助。
【关键词】反激式开关电源；钳位电路；优化设计1.反激式开关电源钳位电路概述就钳位电路而言，其最为主要的作用是将脉冲信号波形的某一个部分固定于一个电平之上，以此来使其低于设定值。
在反激式开关电源当中，钳位电路一般都是设置在主开关管与变压器相连接的位置处，此时该电路的作用是对主电路开关管进行有效保护，同时抑制变压器漏电感与开关管杂散电容的谐振脉冲电压。
由于反激式开关电源的主开关管在导通或是截止时，其两端会出现一定程度的电压，同时还会伴随出现一定强度的电流，这样一来，便会导致开关管损耗。
为进一步降低整个电路的损耗，在进行钳位电路的设计时，需要充分考虑对主开关管的保护以及尽可能减少电路损耗，从而确保开关管始终处于低电压应力及无损耗的条件下工作，通常将这种情况称之为软开关。
软开关的方式通常都是相对于硬开关而言的，开关管在硬开关的工作方式下会出现一定的能量损耗，而在软开关的方式下，则基本处于无损耗的状态。
在反激式开关电源中，想要实现开关管在软开关的条件下工作，就必须确保其两端电压或是电流在导通或是截止时有一个数值为零。
在这一前提下，可将开关管的工作方式分为以下两种：一种是零电压工作方式，另一种是零电流工作方式。
钳位电路是反激式开关电源当中不可或缺的保护电路，其对于整个电源的安全性以及能量损耗均有着非常重要的影响。
在实际使用过程中，反激式开关电源电路当中的元器件很难全部处于理想的状态，加之变压器本身存在一定程度的漏电感，开关管上开会分布杂散电容，这两者均会对开关管构成威胁，故此，必须通过加入钳位电路来有效抑制尖峰电压。
在反激式开关电源中，RCD钳位电路是应用比较广泛的一种钳位网络，究其根本原因是其电路结构比较简单，具体是由电阻、电容和二极管构成。
开关电源钳位保护电路及散热器的设计要点
： 三 ： ： ７ｎＦ ５
Ｖｏ ． ３ ＮＯ ６ １１ ．
Ｊ ｎ２ ０ ｕ ０ｌ
பைடு நூலகம்
Ｐ ＜１５ 时 ，不要 求使 用钳位 电路 。 ｏ ．Ｗ
（） 钳位 电阻Ｒ ９计算
兄： ：
！ ： ：２ｋＱ １５
．
ｌ Ｅ ｛ ２ ． Ｊ ２ Ｈ １ ｇ ｘ３ｋ ｚ ８ １
式中，Ｕ 的量纲为［】Ｍ］ ｒ ［ ， 甘 量纲 Ｑ Ｌ ［ ］ ／勺 ［ Ｔ Ｉ
率 开 关管 （ ＭＯＳ Ｅ 关 断 时 ，对 由高 频变 压 器 漏 Ｆ Ｔ） 感 所 形 成 的 尖 峰 电压 进 行 钳 位 和 吸 收 ， 以 防 止
ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ因过 电压 而损 坏 。散 热器 的作 用 则 是将 单 片 开 关 电源 内部 产 生 的 热 量 及 时 散 发掉 ，避 免 因散 热 不 良导 致 管 芯 温 度超 过 最 高结 温 ，使 开 关 电源无法 正常 工作 ，甚 至损坏 芯 片 。 下面 分 别 阐 述 漏极 钳 位 保 护 电路 和 散 热 器 的 设计 要点 、设 计方法 及 注意事 项 。
图１ 最 典 型 的 一 种 漏 极钳 位保 护 电路
为［ ，尺 Ｔ］ 的量 纲为 ［］Ｍ］【 ［ 。 Ｌ ［ Ｔ］ Ｉ （０计算 钳位 电容 Ｃ １）
２ ）设计 要点及 步骤
（） １选择 钳位二 极 管
ｃ： 一
：
２
／ — ２ ～１ ０ ２ ００ ８。
Ｓ Ａ Ｈ Ｚｈａ ｙ ｕ． ｎ ｏ ＡＮ ｏ ｈｅ Ｇｕ ｃ ｎ
（ ｂ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅ Ｔ ｃｎ ｌｇ， ｈｊ ｚｕｎ ５ ０４ Ｃ ｉａ Ｈｅ ｅＵ ｉｅｓｙｏ ｉ ｃ ＆ ｅｈ ｏｏ ｙＳ ｉａｈ ａ ｇ０ ０ ５ ， ｈｎ） ｔ Ｓｅ ｉ
一款多路输出单端反激式开关电源的电路设计方案
多路输出电源对于电源应用者来讲，一般都希望其所选择的新巨电源产品为“傻瓜型”的，即所选择的电源电压只要负载不超过电源最大值，无论系统的各路负载特性如何变化，而各路电源电压依然精确无误。
仅就这一点来讲，目前绝大多数的多路输出电源是不尽人意的。
为了更进一步说明多路输出电源的特性，首先从图1所示多路输出开关电源框图讲起。
从图1可以看到，真正形成闭环控制的只有主电路Vp，其它Vaux1、Vaux2等辅电路都处在失控之中。
从控制理论可知，只有Vp无论输入、输出如何变动(包括电压变动，负载变动等)，在闭环的反馈控制作用下都能保证相当高的精度(一般优于0.5%)，也就是说Vp在很大程度上只取决于基准电压和采样比例。
对Vaux1，Vaux2而言，其精度主要依赖以下几个方面：1)T1主变器的匝比，这里主要取决于Np1：Np2或Np1：Np32)辅助电路的负载情况。
3)主电路的负载情况注：如果以上3点设定后，输入电压的变动对辅电路的影响已经很有限了。
图1在以上3点中，作为一个具体的开关电源变换器，主变压器匝比已经设定，所以影响辅助电路输出电压精度最大的因素为主电路和辅电路的负载情况。
在开关电源产品中，有专门的技术指标说明和规范电源的这一特性，即就是交叉负载调整率。
为了更好地讲述这一问题，先将交叉负载调整率的测量和计算方法讲述如下。
电源变换器多路输出交叉负载调整率测量与计算步骤1)测试仪表及设备连接。
2)调节被测电源变换器的输入电压为标称值，合上开关S1、S2…Sn，调节被测电源变换器各路输出电流为额定值，测量第j路的输出电压Uj，用同样的方法测量其它各路输出电压。
3)调节第j路以外的各路输出负载电流为最小值，测量第j路的输出电压ULj。
4)按式(1)计算第j路的交叉负载调整率SIL。
SIL=×100%(1)式中：ΔUj为当其它各路负载电流为最小值时，Uj与该路输出电压ULj之差的绝对值；Uj为各路输出电流为额定值时，第j路的输出电压。
反激式变换器中RCD箝位电路设计方案工科
反激式变换器中RCD箝位电路设计方案工科反激式变换器是一种常用于电源系统中的降压变换器，它具有结构简单、成本低、效率高等优点，在电源系统中得到了广泛应用。
而RCD箝位电路则是反激式变换器中常用的一种保护电路，能有效地保护开关管和二极管，增加系统的可靠性。
本文将针对反激式变换器中RCD箝位电路的设计方案进行探讨，以期能在实际应用中提供一定的参考价值。
设计目标：设计一个能够满足工业应用需求的反激式变换器RCD箝位电路，其设计目标如下：1.保护开关管和二极管，避免过电压和过电流的损害；2.提高系统的效率；3.控制开关管的开关频率，并实现电压的稳定输出；4.降低系统的谐振噪声。
设计步骤：1.选择合适的开关管和二极管：根据输入电压和输出电流的要求，选择合适的开关管和二极管。
开关管应具有低导通电阻和低开关损耗，二极管应具有低反向恢复电压和低开关损耗。
2.确定电感和电容数值：根据输入电压、输出电压和输出电流的要求，确定合适的电感和电容数值。
电感应具有合适的饱和电流和低直流电阻，电容应具有合适的容值和低ESR。
3.设计RCD箝位电路：RCD箝位电路由一个电阻、一个电容和一个二极管组成。
其作用是在开关管关闭后提供一条反向电流通路，以保护开关管和二极管，并降低谐振噪声。
电容的选择应满足箝位电压的要求，电阻的选择应确保电容在关断期间能够完全放电。
4.控制开关管的开关频率：反激式变换器中的开关管的开关频率对整个系统的稳定性和效率有着很大的影响。
通过合理的控制开关管的开关频率，可以实现电压的稳定输出。
常见的控制方法有固定频率控制、变频控制和自适应控制等。
5.进行电路仿真和实验：根据设计的参数，进行电路的仿真和实验，验证设计的可行性和稳定性。
通过仿真和实验结果的分析，对设计进行进一步的改进和优化。
总结：通过以上设计步骤，可以设计出一个满足工业应用要求的反激式变换器RCD箝位电路。
在实际应用中，还需要根据具体的应用场景和要求来优化设计参数，以进一步提高系统的性能和可靠性。
反激变换器的漏感影响分析及钳位电路参数设计
工艺·技术·应用反激变换器的漏感影响分析及钳位电路参数设计于挽涛，冯则坤(华中科技大学光学与电子信息学院，湖北武汉 430074)摘 要：反激变换器中，开关管关断时漏感瞬时续流产生电压尖峰，对开关器件会有较大影响，通常使用RCD箝位电路来吸收该尖峰。
在对变压器T型模型的分析基础上，通过理论分析，揭示出除了原边漏感之外，副边漏感会同时影响到开关管漏源电压的大小，进而影响RCD箝位电路能量的吸收，并提出了一种新的RCD 参数计算思路。
通过仿真与实验，验证了该设计的正确性与有效性。
关键词：反激变换器；RCD箝位；漏感；参数设计中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1001-3830(2016)06-0037-05 Parameters design and influence analysis of the leakageinductance in RCD clamping flyback convertersYU Wan-tao, FENG Ze-kunSchool of Optical and Electronic Information, Huazhong Universityof Science and Technology, Wuhan 430074, ChinaAbstract: In flyback converter, a voltage spike is generated by the follow current of the leakage inductance when the power switch is cut off, which has influence on the switch devicws . The RCD clamp circuit is used to absorb this spike to protect the power switch from overvoltage breakdown. Based on the T-type model of the transformer, theoretical analysis is given to reveal that both the first and the second side leakage inductance affect the drain-source voltage(DSU) and the absorbing of the RCD clamp circuit. And a new method is proposed to calculate the RCD parameters. The effectiveness of theoretical analysis and calculating method is verified by simulation and experimental results.Key words: flyback converter; RCD clamping; leakage inductance; parameter design1 引言反激变换器具有宽范围电压输入、高可靠性、拓扑简单、易实现多路输出、体积小、成本低等各种优点，在中小功率场合具有很广泛的应用。
反激钳位电路设计方法RCD的计算
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。
就是反射电压实验表明，C越大，这儿就越平滑均是将反射电压吸收了部分实验表明R或C值越小就会这样，R太小，放电就快，C太小很快充满，小到一定程度就会这样回到零。
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)；此句有道理，因为初级电流下降时次级电流开始上升。
一种有效的反激钳位电路设计方法0204192239
一种有效的反激钳位电路设计方法[日期：2006-6-27]来源：电源技术应用作者：姜德来，张晓峰，吕征宇[字体：大中小] 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。
均是将反射电压吸收了部分实验表明，C越大，这儿就越平滑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)；此句有道理，因为初级电流下降时次级电流开始上升。
反激式变换器中RCD箝位电路的设计.
在反激式变换器中，箝位电路采用 RCD 形式具有结构简单，成本低廉等优 本文详细论述了该种电路的设计方法。
Abstract : The app licati on of RCD circuit incon verier can realize low cost and low p arts cout .Howdesig n that circuit is in troduced.Keyword : RCD cla mp. Flyback conv erter 一、 弓丨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（＜ 100讷勺电源中。
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。
点， to、反激式变换器中RCD箝位电路的工作原理图为RCD箝位电路在反激式变换器中的应用。
图中: V elamp :箝位电容两端间的电压V in :输入电压V D :开关管漏极电压L P :初级绕组的电感量L lk :初级绕组的漏感量该图中RCD箝位电路的工作原理是：当开关管导通时，能量存储在Lp和Llk 中，当开关管关闭时，Lp中的能量将转移到副边输出，但漏感Llk中的能量将不会传递到副边。
如果没有RCD箝位电路，Llk中的能量将会在开关管关断瞬间转移到开关管的漏源极间电容和电CiMfi ~ A 91 ©jfjDSS_ [ /WMAT路中的其它杂散电容中，此时开关管的漏极将会承受较高的开关应力。
反激钳位电路设计方法RCD的计算
反激钳位电路设计方法RCD的计算反激钳位电路（Resonant Clamping Diode，简称RCD）是一种常用的开关电源电路，它能够提供稳定的输出电压。
RCD电路在设计时需要进行一系列的计算，包括波形计算、各元件参数的选取和计算、开关器件的选择等。
下面将详细介绍反激钳位电路设计的计算方法。
1.波形计算首先，需要确定输入电压的幅值和频率。
根据设计要求和使用环境的输入电源条件来选择输入电压的峰值。
频率一般选取在20kHz到100kHz 之间。
然后，计算输出电压的峰值和纹波电压。
输出电压的峰值应根据设计要求确定，并根据输出电流和负载阻抗选择合适的滤波电容进行计算。
纹波电压一般要小于输出电压的1%，通过计算电路中滤波电容和电感的数值来确定。
最后，根据输出电压波形的要求和开关频率计算开关器件所需的导通和关断时间。
导通时间和关断时间的确定需要考虑开关器件的性能和互感器的能量转移速率。
2.元件参数的选取和计算可以从以下几个方面考虑参数的选取和计算：（1）开关管的选取；选择开关管时需要根据电路工作电压和电流来确定，通常选择功率大于输出功率的开关器件。
还需要考虑开关频率、压降和导通损耗等因素来选择合适的开关器件。
（2）电感的选取；电感的选取需要根据要求的电感值和电路的工作频率来选择。
为了减小电流脉冲的峰值，还可以考虑使用磁性稳流电感。
（3）电容的选取；电容的选取需要根据输出电流纹波和输出电压纹波的要求来确定。
可以通过计算电容器的数值以及确定合适的滤波电容值。
（4）二极管的选取；二极管的选取主要考虑导通压降、反向恢复时间和二极管的动态特性。
一般选择反向恢复时间较短且导通压降较低的二极管。
3.开关器件的选择需要考虑的因素包括开关器件的导通损耗、关断损耗、温升和可靠性等。
还可以通过仿真软件进行模拟分析，评估开关器件的性能和工作状态。
总结：反激钳位电路设计的计算是电路设计的重要环节。
通过波形计算、元件参数的选取和计算以及开关器件的选择，可以设计出稳定的输出电压的反激钳位电路。
针对反激式开关电源箝位电路设计分析
与
ｓ４的 电 压 分别 钳 位 与 阶段 ２：（ｔ ＜ｆ≤￡，）。在该
。 和 厂＿ 。。。 阶段 当中，Ｓ１与 Ｓ２导通
，ｓ３与
ｓ４截 止
，Ｄ
泛的一种钳位 网络 ．究其 根本原因是其 电路 结构 比较简单 ，具 体是 由 截止 ．Ｃ０负责给负载提供能量。由相关公式可推导出 Ｓ１与 ｓ２上的电
于低 电压应 力及无损耗 的条件 下工作 ．通常将这种情 况称之为软对于硬 开关而言 的．开关 管在 硬开关 的
２．２电源优化后 的稳态分析
工作方 式下 会出现一定的能量损 耗 ．而在软开关 的方式下 ．则基本 处 为了对优化之后 的钳位 电路特性进行 系统分 析 ．将 某个 周期内的
时 ．其便会截止 ．而电容则会借助 电阻进行放电并消耗能量 。不 同的电 端 的电压值会降至零 ．在体二极管截止前 驱动 ｓ３与 ｓ４导通 ，这样便
容充电时间也均不相 同．其对钳位效果的影响也存在一定的差异 。通 可以为 ｓ３与 ｓ３实现 ＺＶＳ的工作方式
过大量 的试验得 出如下结论 ：ＲＣＤ钳位 电路 当中的电容过 大或是过
在上述三 个阶段 内．电源 实现了能量 的传递 ．通过对优化设计 后
的主开关管在 导通 或是截止时 ．其两端会出现一定程度 的电压 ．同时 以一个工作周期为例 ．ｓ１与 ｓ２同时导通 和截止 ．而 ｓ３与 ｓ４则会在
还会伴随出现一定强度的电流，这样一来 ，便会导致开关管损耗 。为进 ｓ１与 ｓ２截 止一段 时间后 自动导通 ．并在 ｓ１与 ｓ２导通前的一段时 间
一 步 降低 整个 电路 的损耗 ．在进 行钳位电路 的设计 时 ．需要充分考 虑 截止 通 过对开关管之 间的导通次序进行合理控制 ．能够有效 确保 全
反激式开关电源钳位电路回路
反激式开关电源是一种常用的电源设计，它通常包含一个钳位电路回路来确保输出电压稳定。
钳位电路回路在反激式开关电源中的工作原理如下：
1.输入电压：AC输入电压经过整流和滤波电路得到平坦的直流电压。
2.脉冲变压器：输入电压通过脉冲变压器的主绕组，产生周期性的高频脉冲信号。
3.开关管：控制脉冲变压器的开关管（例如MOSFET）周期性地打开和关闭，使得脉冲信
号传输到辅助绕组。
4.辅助绕组：脉冲信号由辅助绕组接收，并通过二极管整流成脉冲直流电压。
5.钳位电路回路：钳位电路回路包括一个电容和一个二极管，连接在辅助绕组的两端。
该
电容充当储能元件，二极管则起到保护和稳定电压的作用。
6.钳位电压：当开关管关闭时，脉冲变压器的磁场会崩溃，导致辅助绕组上的电能释放到
钳位电容上，形成钳位电压。
7.输出电压：钳位电压通过滤波电路平均为稳定的直流输出电压，用于供应负载。
钳位电路回路在反激式开关电源中的作用是稳定输出电压。
它通过储存和释放电能来抵消开关管周期性打开和关闭所引起的涌流和纹波，并确保输出电压在一定范围内保持稳定。
反激电路中钳位电路
反激电路中钳位电路
反激电路中的钳位电路是一种重要的保护电路，主要用于限制反激电压的幅度，从而保护电路中的开关管和相关元件不受过高的电压应力损坏。
在反激电路中，当开关管导通时，初级绕组中会有电流流过，存储能量。
当开关管关断时，初级绕组中的能量会传递到次级绕组中，同时，由于漏感的存在，会在开关管两端产生一个反向电压。
如果这个反向电压的幅度过大，会超过开关管的耐压值，导致开关管损坏。
因此，需要加入钳位电路来限制这个反向电压的幅度。
钳位电路通常由一个二极管和一个电容组成。
当开关管关断时，初级绕组中的能量会通过二极管释放到电容中，从而限制了开关管两端的反向电压的幅度。
同时，电容的电压也会通过二极管放电，以保持钳位电路的正常运行。
在具体的应用中，需要根据反激电路的具体参数和要求来选择合适的电容和二极管参数。
例如，需要根据反激电压的幅度和频率来选择合适的电容容量和耐压值；需要根据开关管的耐压值和反向电流的峰值来选择合适的二极管反向电流和耐压值。
除了在反激电路中应用，钳位电路在其他类型的开关电源中也有广泛的应用。
例如，在正激、推挽、半桥等类型的开关电源中，也可以通过加入钳位电路来保护开关管和其他元件不受过高的电压应力损坏。
总之，反激电路中的钳位电路是一种重要的保护电路，主要用于限制反激电压的幅度，从而保护电路中的开关管和其他元件不受过高的电压应力损坏。
在实际应用中，需要根据具体的电路参数和要求选择合适的元件参数，以保证电路的正常运行和可靠性。
- 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、"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、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)。
反激式开关电源漏极钳位保护电路设计方案开关电源漏极钳位保护电路的作用是当功率开关管(MOSFET)关断时，对由高频变压器漏感所形成的尖峰电压进行钳位和吸收，以防止MOSFET因过电压而损坏。
散热器的作用则是将单片开关电源内部产生的热量及时散发掉，避免因散热不良导致管芯温度超过最高结温，使开关电源无法正常工作，甚至损坏芯片。
下面分别阐述漏极钳位保护电路和散热器的设计要点、设计方法及注意事项。
1 设计开关电源漏极钳位保护电路的要点及实例在“输入整流滤波器及钳位保护电路的设计”一文中(详见<电源技术应用>2009年第12期)，介绍了反激式开关电源漏极钳位保护电路的工作原理。
下面以最典型的一种漏极钳位保护电路为例，详细阐述其设计要点及设计实例。
1)设计实例采用由瞬态电压抑制器TVS(P6KE200，亦称钳位二极管)、阻容吸收元件(钳位电容C和钳位电阻R 1)、阻尼电阻(R 2)和阻塞二极管(快恢复二极管FR106)构成的VDZ、R、C、VD 型漏极钳位保护电路，如图1所示。
选择TOPswitch-HX系列 TOP258P芯片，开关频率f=132kHz，u=85~265V，两路输出分别为UO1(+12V、2A)、UO2(+5V、2.2A)。
P O=35W，漏极峰值电流I P=I LIMIT=1.65A.实测高频变压器的一次侧漏感L 0=20μH。
图1 最典型的一种漏极钳位保护电路2)设计要点及步骤(1)选择钳位二极管。
采用P6KE200型瞬态电压抑制器(TVS)，钳位电压UB=200V。
(2)确定钳位电压的最大值UQ(max)。
令一次侧感应电压(亦称二次侧反射电压)为UOR ，要求：1.5U OR≤U Q(max)≤200V实际可取U Q(max)=U B=200V.(3)计算最大允许漏极电压U D(max)为安全起见，U D ( max)至少应比漏-源极击穿电压7 00V留出5 0V的余量。
这其中还考虑到P6KE200具有0.108%/℃的温度系数，当环境温度T A=25℃时，U B=200V;当T A=100℃时，UB=200V×[(1+0.108)%/℃]×100℃=221.6V，可升高21.6V。
(4)计算钳位电路的纹波电压。
URI=0.1U Q(max)=0.1U B=0.1×200V=20V(5)确定钳位电压的最小值U Q(min)UQ(min) =UQ(max) -URI=U B-0.1U B=90%U B=180V(6)计算钳位电路的平均电压。
(7)计算在一次侧漏感上存储的能量E L0(8)计算被钳位电路吸收的能量EQ当1.5W≤P O≤50W时，E Q=0.8E L0=0.8×27.2μJ=21.8μJ注意：当P O>50W时，E Q=E L0=27.2μJ.当P O<1.5W时，不要求使用钳位电路。
(9)计算钳位电阻R1式中，U Q的量纲为[L]2[M][T]-3[I] -1 ，f的量纲为[T] -1 ，R 1的量纲为[L]2[M] [T]-3[I]-2(10)计算钳位电容C式中，E Q的量纲为[L]2[M][T] -2 ，U Q的量纲为[L]2[M][T] -3 [I] -1 ，C 的量纲为[L][M]2[T] -3[I] -2(11)选择钳位电容和钳位电阻。
令由R 1、C确定的时间常数为τ：将U Q(max) =U B、U Q(min) =90%U B、=0.95UB和f=132kHz一并代入上式，化简后得到：τ=R 1C =9.47/f=9.47T (μs)这表明R 1、C 的时间常数与开关周期有关，在数值上它就等于开关周期的9 。
4 7倍。
当f=132kHz时，开关周期T =7.5μs，τ=9.47×7.5μs=71.0μs.实取钳位电阻R 1=1 5 kΩ，钳位电容C =4.7nF.此时τ=70.5μs.当钳位保护电路工作时，R 1上的功耗为：考虑到钳位保护电路仅在功率开关管关断所对应的半个周期内工作，R 1的实际功耗大约为1.2W(假定占空比为50%)，因此可选用额定功率为2W的电阻。
令一次侧直流高压为U I(max)。
钳位电容的耐压值U C>1.5U Q(max) +U I(max)=1.5×200V+265V×=674V.实际耐压值取1kV.(12)选择阻塞二极管VD要求反向耐压U BR≥1.5U Q(max) =300V采用快恢复二极管FR106(1A/800V，正向峰值电流可达30A)。
要求其正向峰值电流远大于IP(这里为30A>1.65A)。
说明：这里采用快恢复二极管而不使用超快恢复二极管，目的是配合阻尼电阻R 2，将部分漏感能量传输到二次侧，以提高电源效率。
(13)计算阻尼电阻R 2.有时为了提高开关电源的效率，还在阻塞二极管上面串联一只低阻值的阻尼电阻R 2.在R 2与漏极分布电容的共同作用下，可使漏感所产生尖峰电压的起始部分保留下来并产生衰减振荡，而不被RC电路吸收掉。
通常将这种衰减振荡的电压称作振铃电压，由于振铃电压就叠加在感应电压U OR上，因此可被高频变压器传输到二次侧。
阻尼电阻应满足以下条件：即：实取20Ω/2W的电阻。
2 开关电源散热器的设计要点在“开关电源散热器的设计”一文中(详见<电源技术应用>2010年第1期)，介绍了通过计算芯片的平均功耗来完成散热器设计的简便实用方法。
下面再对开关电源散热器的设计要点作进一步分析。
以TOPSwitch-GX(TOP242~TOP250)系列单片开关电源为例，当MOSFET导通时漏-源极导通电流(I DS(ON) )与漏-源极导通电压(U DS(ON) )的归一化曲线如图2所示。
图2 当MOSFET导通时漏-源极导通电流I DS(ON)与漏-源极导通电压U DS(ON)的归一化曲线说明：(1)定义R DS(ON) =U D(ON) /I DS(ON) 。
(2)图2是以TOP249Y为参考，此时k=1.00.(3)求漏-源极导通电流时应乘以k，求漏-源极通态电阻时应除以k.(4)k值所代表的就是TOPSwitch-GX系列中不同型号芯片的通态电阻比值，它也是极限电流比值。
例如TOP249Y的R DS(ON) =2.15Ω(典型值)，TOP250Y的R DS(ON) =1.85Ω(典型值)，2.15Ω/1.85Ω=1.162，而对TOP250Y而言，比例系数k=1.17，二者基本相符。
TOP249Y、TOP250Y的I LIMIT分别为5.40A、6.30A(典型值)，6.30A/5.40A=1.167≈1.17.(5)在相同的输出功率下I DS(ON)可视为恒定值，而芯片的功耗随所选TOPSwitch-GX 型号的增大而减小，随型号的减小而增大。
因此选择较大的型号TOP250Y，其功耗要比TOP249Y更低。
当MOSFET关断时漏极功耗P D与漏-源极关断电压U DS(OFF)的归一化曲线如图3所示。
图3 当MOSFET关断时漏极功耗PD与漏-源极关断电压UDS(OFF)的归一化曲线说明：因MOSFET在关断损耗时的很小(只有几百毫瓦)，故一般可忽略不计。
设计要求：选择TO-220-7C封装的TOP249Y型单片开关电源集成电路，设计70W(19V、3.6A)通用开关电源。
已知TOP249Y的极限结温为150℃，最高工作结温T JM=125℃，最高环境温度T AM=40℃。
试确定铝散热器的参数。
设计方法：考虑到最不利的情况，芯片结温T J可按100℃计算。
从TOP249Y的数据手册中查到它在T J=100℃时的R DS(ON) =2.15Ω(典型值)，极限电流I LIMIT=5.40A(典型值)。
由于芯片总是降额使用的，实际可取I DS(ON) =0.8I LIMIT=4.32A.考虑到I DS(ON)在一个开关周期内是近似按照线性规律从零增加到最大值的(参见图2)，因此应对其取平均值，即：分析与结论：(1)选用TOP250Y可输出更大的功率。
若与TOP249Y输出同样的70W功率，因不变，仅R DS (ON )减小了，故：这表明，在同样的输出功率下，TOP250Y的损耗更小。
(2)利用特性曲线可验证设计结果。
从图2中的虚线(T J=100℃)上查出=2.16A时所对应的U DS(ON) =4.5V.若根据U DS(ON)值计算，则：比前面算出的10.0W略低一点。
这是由于该特性曲线呈非线性的缘故，致使后者的数值偏低些。
(3)若考虑到还有关断损耗，从图3中可查出P D=510mW=0.51W(U DS(OFF) =600V)。
假定占空比为50%，在计算平均功耗时应将关断损耗除以2.因此=9.72W+0.51W/2=9.975W，该结果就与10.0W非常接近。
3 结束语设计漏极钳位保护电路的主要任务包括电路选择、元器件选择和参数计算。
其关键技术是首先根据一次侧漏感上存储的能量E L0，来推算出钳位电路所吸收的能量EQ，进而计算出钳位电容和钳位电阻的参数值。
本文所介绍的散热器设计方法是根据开关电源芯片厂家提供的数据手册及原始图表，通过计算芯片的平均功耗来完成设计的。
但需注意，在相同的输出功率下(即I DS(ON)不变)，选择输出功率较大的开关电源芯片可降低功耗，提高电源效率。