RCD尖峰脈沖吸收電路參數(shù)計(jì)算舉例

1、RCM峰脈沖吸收電路參數(shù)計(jì)算舉例1、開關(guān)變壓器初級(jí)線圈漏感Ls的計(jì)算反激式開關(guān)變壓器的漏感一般都比較大，漏感與初級(jí)線圈電感之比，大多數(shù)都在25%之間。漏感的大小主要與變壓器初、次級(jí)線圈的繞法、鐵芯和骨架的結(jié)構(gòu)，以及氣隙大小等參數(shù)有關(guān)，還與磁通密度取值的大小有關(guān)，因?yàn)榇磐芏热〉迷酱?，?dǎo)磁率就會(huì)越小，漏感相對(duì)也要增大。漏感小于2麻大于15%勺開關(guān)變壓器，其結(jié)構(gòu)一般都比較特殊。開關(guān)變壓器初級(jí)線圈電感量的大小，主要與開關(guān)電源的工作頻率有關(guān)，還與工作電壓和輸出功率的大小有關(guān)。一般輸出功率越大，工作頻率就越低，電感量相應(yīng)也要增大；而工作電壓越高，電感量也越大。開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的電感L和漏感Ls的大小可

2、以用儀表直接測(cè)量，一般工作頻率為3050kHz,工作電壓為AC110V220V勺開關(guān)變壓器，其初級(jí)線圈的電感量大約為：3001000微亨，漏感大約為：10100微亨；計(jì)算時(shí)，可按36%的比例來取值進(jìn)行估算。例如：L=1000uH,則可取Ls=3060uH。2、尖峰脈沖吸收電容器容量的計(jì)算要計(jì)算尖峰脈沖吸收電容器容量，首先要計(jì)算流過變壓器初級(jí)線圈電流的最大值。計(jì)算流過變壓器初級(jí)線圈的最大電流Im可根據(jù)開關(guān)電源的最大輸入功率Pm來估算。電流Im可根據(jù)開關(guān)電源的最大輸入功率Pm來估算。根據(jù)（26）式，當(dāng)輸出功率一定時(shí)，輸入電壓在一定的范圍內(nèi)，流過變壓器初級(jí)線圈的最大電流Im和輸出電壓Uo基本是穩(wěn)定的

3、；變壓器初、 次級(jí)線圈反激輸出電壓的半波平均值也基本是穩(wěn)定的， 與輸入電壓的大小無關(guān)， 但對(duì)應(yīng)不同的輸入電壓必須對(duì)應(yīng)不同的占空比， 參看 （41）、（42）式。當(dāng)流過開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的最大電流確定之后，尖峰脈沖吸收電容器容量以及電容充電時(shí)電壓增量的數(shù)值就可以按（33）（36）式進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用中，電容器C吸收尖嵯脈沖電壓增量AU,的數(shù)值，與開關(guān)管的耐壓BV皿的參數(shù)大小有關(guān)假設(shè)電源開關(guān)管的耐壓EV必為65OV,如果予員留20%的余量，那么，正常工作時(shí)，加到開關(guān)管D-S板之間的最高脈沖電壓Ug只能達(dá)到520Vp.而在520Vp的U岫電壓之中，電容器C吸收尖峰脈沖電壓增量（等于 AUAQ這一項(xiàng)

4、是要首先考慮的.假設(shè)AH等于Um也電壓的弱。，即：AU；當(dāng)最高輸入電壓為260V時(shí)（對(duì)應(yīng)交漪輸入電壓為ACJ53V）,根據(jù)（39）式可求得：期心廣加4一卜4二立0-360-52=108（V）（50）P假設(shè)混感也與開關(guān)變底器初藐線圈的電感L的出但K為小巾根據(jù)（42式可求勵(lì)磕電感產(chǎn)生的反擊輸出電壓 j 的半波平均值/聲為；4呼二 C心%皿=,95父10甘=1020CV）51）/+eljocfanscoin也3玄挺鼻大多數(shù)反激式開關(guān)電源的最大輸出功率都在100W似下，因?yàn)橛糜诜醇な介_關(guān)電源功率損耗大于10W的電源開關(guān)管種類很少，如需要較大的輸出功率，一般都選用半橋式或全橋式雙激式開關(guān)電源。假設(shè)開關(guān)電

5、源的最大輸出功率為50W,當(dāng)占空比D=0.5時(shí)r變壓器初級(jí)線圈的反激輸出電壓的半波平均值蟾與輸入電壓匚相等，M=Lr=108V,=102.6而流過變壓器初級(jí)線圈的最大電流1m等干平均電流的4倍，由此可求簿最大輸入電流Im=L9SA；假設(shè)開關(guān)變壓器初莪線圈的電感量L=1000uH,痛感L$=50uH”把這些參數(shù)代入：34）式？可求得：?Q貂4（與尸二50父10人密二1乃78區(qū)10.（F不考慮分流）一4104.eledanscom46K煽及當(dāng)考慮電阻R對(duì)電容器C充電的分流作用，以及開關(guān)管由導(dǎo)通到完全關(guān)斷期間，漏極電流對(duì)電容器C充電的分流作用時(shí)，根據(jù)（36）式，假設(shè)分流系數(shù)r=0.5，則（52）式還

6、可改寫為：C=A（r-）2=5OX1O-6（0.5）2=4395x10-12一考慮分流-ZXc/-1U-Ie（ecfancom電I上面（52）和（53）式的計(jì)算結(jié)果，可作為對(duì)RC以峰脈沖吸收電路進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，選擇電容器容量的上限和下限，最終結(jié)果需要通過電路試驗(yàn)來決定。試驗(yàn)時(shí)，以輸入電壓和輸出功率的最大值為條件，然后，由大到小，選擇不同容量的電容器做試驗(yàn)，用示波器觀測(cè)電源開關(guān)管D-S兩端的電壓，直到Uds與最高耐壓BVm兩者之差能滿足余量要求時(shí)，為最佳結(jié)果。這里順便說明一下，為什么（53）式中的分流系數(shù)取值為0.5,而不是其它數(shù)值。因?yàn)椋至飨禂?shù)r的取值范圍是01,它是一個(gè)動(dòng)態(tài)系數(shù)，它的大小，除了

7、與輸入電壓和輸出功率和RCDt路中電容、電阻的大小有關(guān)外，還與開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間，以及電流大小有關(guān)系。3、尖峰脈沖吸收電阻阻值的計(jì)算紋波電壓的大小與釋放電阻R的大小還有關(guān)。一旦電容器的容量確定之后，釋放電阻R的大小就可以根據(jù)（45）（49）來計(jì)算。根據(jù)（38）式，電容器兩端最高電壓為：觸=5版+.&=108+52=16（V）開關(guān)管關(guān)斷期間（54）elcfansgm電各版。根據(jù)（46）式，電容器兩端最低電壓為：*%二（0*工一；八4）=18-52:56（V）開關(guān)管導(dǎo)通期間（55）elecfanscom電各惠就幺把（54）和（55）式的結(jié)果代入（49）式，即可求出RC的值：TS6、二一hi=

8、0.3556uRC(4 就+3 上)ROAl9-VW收彳,當(dāng) RC 的值與開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間 Ton 完全相等時(shí)，46)式的值正好等干 0.3M 與(56)式的結(jié)果非常接近。或節(jié)1當(dāng)紋波電壓，匕-100V 時(shí)，5(56)式計(jì)算得至 J 的結(jié)果正好等于 0.37,兩者誤差小干 4%,因此，可以認(rèn)為 RC 的值與開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間 Ton 完全相等，以此為條件來計(jì)算 RC 的值。即：，RC%(57)把由(52)和(53)式求出電容器 C 的結(jié)果，以及根據(jù)(25)式求出的 T”值，代入(57)式后即可求出電阻 R 的值,一由于，當(dāng)占主比 D 小于 0.5 時(shí)，流過電感線圈蚪電流匕現(xiàn)斷流(平均值)，這也會(huì)對(duì)分

9、流系數(shù)產(chǎn)生很大的影響，使計(jì)算非常復(fù)雜；為了笥單，我們?cè)谟?jì)算開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間 Tor 時(shí)，還是以占空比等于 0.5為例。，當(dāng)占空比等于 0.5 時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入舊莊 U 為 10N,對(duì)應(yīng)的最大電流 1 山為 L95A,假諛開關(guān)變壓器初織經(jīng)圈的電感量 LFOOOuH,板據(jù) Q5)式，才求得 Ln 的值為：。T=1x10-31-is/io-6(S)58一6U108elecfanscom 電 J 或炕4,把(53)x(58)式的計(jì)算結(jié)果：C=4395P,T0Q=18uS,代入(5)式：”氏=9凝/=4。96(歐財(cái)(59)/elecfanscoi7.4即：計(jì)算結(jié)果為：C=4395P;R=4096歐姆。試驗(yàn)

10、結(jié)果表明，（53）和（59）式的計(jì)算結(jié)果是合理的。當(dāng)開關(guān)變壓器初級(jí)線圈的漏感為5%寸，其反激輸出電壓的平均功率也為5%（Pa=2.5W）;由于電容器C兩端電壓的半波平均值為108V,由此可求得電阻R（4096歐姆）損耗的功率為2.85W,與精確值2.5瓦相差0.35W。這正是把（36）式設(shè)為電容器取值范圍下限，對(duì)應(yīng)（53）和（59）所求得的結(jié)果，即由（59）所求得的結(jié)果還是一個(gè)保守的結(jié)果，但其離精確值已經(jīng)非常近。當(dāng)輸入電壓為最大值（AC260V的時(shí)候，其占空比大約只有0.3左右，因此，電容器充電的時(shí)間要比放電的時(shí)間長(zhǎng)很多；但在電容器還充電期間變壓器初級(jí)線圈會(huì)出現(xiàn)斷流，這相當(dāng)于電容器會(huì)提前放電，

11、其結(jié)果與占空比等于0.5時(shí)的結(jié)果基本相同。但做試驗(yàn)時(shí)，最好還是以輸入電壓為最大值時(shí)為準(zhǔn)。如電阻R的值取得小些，相當(dāng)于分流系數(shù)r降低，這對(duì)降低開關(guān)管的關(guān)斷損耗是有好處的，因?yàn)?，開關(guān)變壓器漏感儲(chǔ)存的磁能量，一部分是通過開關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的損耗來釋放的，另一部分則是通過RCD回路中的電容充電和電阻分流來進(jìn)行釋放；但電阻的阻值取得太小，又會(huì)從勵(lì)磁電感線圈吸收能量，降低開關(guān)電源的工作效率。在反激式開關(guān)電源中，很多人用一個(gè)穩(wěn)壓二極管來代替RCD電路中的電阻和電容，用以對(duì)開關(guān)管進(jìn)行過壓保護(hù)，如圖8所示。從原理上來說，這種方法對(duì)開關(guān)管的過壓保護(hù)是非常有效的，但實(shí)踐證明，這種保護(hù)方法可靠性很差。因?yàn)椋?dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，1.95A（以上面計(jì)算結(jié)果為例）的電流流過150200V的穩(wěn)壓二極管，其產(chǎn)生的瞬時(shí)功率高達(dá)290390W這么大的瞬時(shí)功率很容易使穩(wěn)壓二極管局部損傷，當(dāng)損傷程度達(dá)到某個(gè)臨界點(diǎn)后，就會(huì)產(chǎn)生熱擊穿，造成永久失效。uZ