跟电源专家陶显芳学电源技能（五）：开关

时间: 2024-12-15 01:09:19 |   作者: CAN接口

  6、RCD尖峰脉冲吸收电路参数核算举例：开关变压器初级线圈漏感Ls的核算

  本文为电源开关管维护电路参数的核算，内容精彩，敬请对电子发烧友网坚持亲近重视。

  从图7可以精确的看出，当电源开关管Q1关断时，励磁电流在开关变压器铁芯中贮存的磁能量将会通过开关变压初、次级线圈发生反电动势进行开释，次级线圈发生的反电动势将通过整流滤波电路进行滑润滤波后，再给负载供给功率输出；一同流过变压器次级线圈的电流也要给变压器铁芯进行消磁，使变压器铁芯中被磁化后的磁感应强度（最大磁通密度Bm）退回到被励磁电流磁化之前的值（剩磁Br）。

  但在实践消磁过程中，因为变压器初、次级线圈存在漏感，流过次级线的电流 并不能彻底使变压器铁芯进行退磁，即，变压器铁芯中贮存的，未被电流 退磁的一部分磁能量，将会通过漏感Ls发生的反激电压脉冲，在变压器初级线圈回路中发生电流来开释。此刻，假如反激脉冲电压 泄放回路的等效电阻（图中未画出）很大，将会在漏感Ls或等效电阻R两头发生十分高的反激输出电压。在图3或图7中，电源开关管D、S极两头的等效电容Cds（实为等效电阻Rds），就等于漏感Ls发生反激脉冲电压 泄放回路的等效电阻。

  前面现已剖析过（参看图3和图6），当电源开关管Q1关断时，加到开关管D、S极之间的电压等于输入电压U与开关变压器初级线发生的反激输出脉冲电压（包含漏感发生的反激输出脉冲电压）之和；而开关变压器初级线发生的反激电压脉冲，正好等于其半波平均值与一个振动波形迭加（参看图6-c）。

  可以证明，在开关电源电路中，当电源开关管忽然关断时，反激输出尖峰高压脉冲主要是由变压器的漏感Ls发生的；漏感Ls发生的尖峰脉冲，首要迭加在一个起伏为开关变压器初级线反激输出电压的半波平均值之上，然后再与输入电压迭加；三个部分电压迭加后都一同加到电源开关管的D、S极之间。

  在反激式开关电源之中，开关变压器次级线圈一般都要与整流滤波电路衔接，经整流滤波后输出的直流电压，其纹波电压十分小，其输出电压根本上就等于开关变压器次级线圈反激输出电压脉冲的半波平均值，或输出电压就是在半波平均值的基础上迭加一个纹波，当纹波电压很小时，输出电压就可以以为等于输出电压脉冲的半波平均值。

  关于变压器初、次级线圈反激输出电压的幅值以及半波平均值的界说与核算，请参阅前面（5）～（8）式，不过必需要分外留意的是，这些等式给出的成果，并没有把散布电容对电路的影响考虑进去，当把散布电容考虑进去时，电路相对要杂乱一些。

  依据以上剖析，以及（5）～（8）式核算成果，开关变压器次级线圈输出到整流二极管的反激输出电压脉冲的起伏正好等于输出电压脉冲的半波平均值（疏忽整流二极管的压降以及散布电感Ls对输出电压的影响）；通过电磁感应，次级电压脉冲起伏等效到初级线圈的电压脉冲起伏也是半波平均值，即：

  为次级线圈电压脉冲的半波平均值，n为变压器次级线圈与初级线圈的电压比。

  在正激式开关电源之中，开关变压器必需要设置一个次级反应线圈，反应线圈输出的反激电压脉冲通过整流之后，再反应回作业电压的输入端，这相当于反应线圈输出的反激电压脉冲高出输入电压部分彻底被限幅；因而，在反应线圈输出的电压中根本不含尖峰脉冲电压，其等效到初级线圈输出的反激电压也不含尖峰脉冲电压。

  由此可知，当电源开关管关断时，无论是反激式开关电源或许是正激式开关电源，在无漏感的情况下，开关变压器初级线圈反激输出的电压脉冲起伏都根本等于半波平均值，然后可以直接证明：开关变压初级线圈发生的高压反电动势是由变压器初级线圈的漏感Ls发生的。

  由（5）～（8）式可知，变压器初、次级线圈反激输出电压的幅值主要与电源开关管的导通时刻Ton的巨细和电流回路中泄放电阻的巨细有关，还与充电回路的电容巨细有关；当电流回路中泄放电阻的阻值很大或许开路时，漏感发生的反激输出电压脉冲起伏是很高的，但其半波平均值与泄放电阻的阻值巨细简直不相关，只与脉冲宽度相关，请参看（5）～（8）式。

  在图7中，当电源开关管Q1关断时，假如疏忽整流二极管的电压降，电容器C两头的电压uc，就等于变压器初级线圈中励磁电感

  为电源开关管由导通到彻底关断期间漏极电流（逐渐减小）对电容器C充电发生分流效果所做的功。