跟电源专家陶显芳学电源技能（完）：RCD尖峰脉冲吸收电路参数核算举例

时间: 2024-10-13 22:01:26 |   作者: 过流保护器件

  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。漏感的巨细主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构，以及气隙巨细等参数有关，还与磁通密度取值的巨细有关，由于磁通密度获得越大，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别。

  开关变压器初级线圈电感量的巨细，主要与开关电源的作业频率有关，还与作业电压和输出功率的巨细有关。一般输出功率越大，作业频率就越低，电感量相应也要增大；而作业电压越高，电感量也越大。开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls的巨细可以用外表直接丈量，一般作业频率为30～50kHz，作业电压为AC110V~220V的开关变压器，其初级线微亨；核算时，可按3～6%的份额来取值进行预算。例如：L=1000uH，则可取 Ls = 30～60uH。

  要核算尖峰脉冲吸收电容器容量，首先要核算流过变压器初级线圈电流的最大值。核算流过变压器初级线圈的最大电流Im可依据开关电源的最大输入功率Pm来预算。电流Im可依据开关电源的最大输入功率Pm来预算。依据（26）式，当输出功率一守时，输入电压在必定的规模内，流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo根本是安稳的；变压器初、次级线圈反激输出电压的半波平均值也根本是安稳的，与输入电压的巨细无关，但对应不同的输入电压有必要对应不同的占空比，参看（41）、（42）式。

  当流过开关变压器初级线圈的最大电流确认之后，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）式进行核算。

  大多数反激式开关电源的最大输出功率都在100W以下，由于用于反激式开关电源功率损耗大于10W的电源开关管品种很少，如需求较大的输出功率，一般都选用半桥式或全桥式双激式开关电源。

  当考虑电阻R对电容器C充电的分流效果，以及开关管由导通到彻底关断期间，漏极电流对电容器C充电的分流效果时，依据（36）式，假定分流系数r = 0.5 ，则（52）式还可改写为：

  上面（52）和（53）式的核算成果，可作为对RCD尖峰脉冲吸收电路做实验时，挑选电容器容量的上限和下限，终究成果必定要经过电路实验来决议。

  实验时，以输入电压和输出功率的最大值为条件，然后，由大到小，选不一样容量的电容器做实验，用示波器观测电源开关管D-S两头的电压，直到Uds与最高耐压BVm两者之差能满意余量要求时，为最佳成果。

  这儿趁便阐明一下，为什么（53）式中的分流系数取值为0.5，而不是其它数值。由于，分流系数r的取值规模是0～1，它是一个动态系数，它的巨细，除了与输入电压和输出功率和RCD电路中电容、电阻的巨细有关外，还与开关管的关断时刻，以及电流的巨细有联系。

  纹波电压 的巨细与开释电阻R的巨细还有关。一旦电容器的容量确认之后，开释电阻R的巨细就可以依据（45）～（49）来核算。依据（38）式，电容器两头最高电压为：

  实验依据成果得出，（53）和（59）式的核算成果是合理的。当开关变压器初级线%时，其反激输出电压的平均功率也为5%（Pa = 2.5W）；由于电容器C两头电压的半波平均值为108V，由此可求得电阻R（4096 欧姆）损耗的功率为2.85W，与准确值2.5瓦相差0.35W。这正是把（36）式设为电容器取值规模下限，对应（53）和（59）所求得的成果，即由（59）所求得的成果仍是一个保存的成果，但其离准确值现已很近。

  当输入电压为最大值（AC260V）的时分，其占空比大约只要0.3左右，因而，电容器充电的时刻要比放电的时刻长许多；但在电容器还充电期间变压器初级线圈会呈现断流，这相当于电容器会提早放电，其成果与占空比等于0.5时的成果根本相同。但做实验时，最好仍是以输入电压为最大值时为准。如电阻R的值获得小些，相当于分流系数r下降，这对下降开关管的关断损耗是有优点的，由于，开关变压器漏感贮存的磁能量，一部分是经过开关管关断时发生的损耗来开释的，另一部分则是经过RCD回路中的电容充电和电阻分流来进行开释；但电阻的阻值获得太小，又会从励磁电感线圈吸收能量，下降开关电源的作业效率。

  在反激式开关电源中，许多人用一个稳压二极管来替代RCD电路中的电阻和电容，用以对开关管进行过压维护，如图8所示。从原理上来说，这种办法对开关管的过压维护是很有用的，但实践证明，这种维护办法可靠性很差。由于，当开关管关断时，1.95A（以上面核算成果为例）的电流流过150～200V的稳压二极管，其发生的瞬时功率高达290～390W，这么大的瞬时功率很简单使稳压二极管部分损害，当损害所形成的程度到达某个临界点后，就会发生热击穿，形成永久失效。

  别的，当稳压二极管还没击穿之前，它不会对开关管分流，然后大大增大开关管的管断损耗；而且，流过稳压二极管的电流还发生很大的电流突跳，很简单发生高频电磁辐射。因而，对开关管进行过压维护，在技能功能方面，选用RC要远远优于选用稳压二极管。

  减小开关变压器的漏感是进步开关电源作业效率和作业可靠性的最好办法，但这一点很少人留意。