開(kāi)關(guān)電源中RC緩沖電路的設計
開(kāi)關(guān)管Q為MOSFET,型號為IRF830,其tf一般為30 ns。
Dl、D2、D3為快恢復二極管,其tf很小(通常tf=30 ns)。
本設計的輸出功率P0=V0I0=6 W,假設變換器的效率為80%,每一路RC緩沖電路所損耗的功率占輸出功率的1%。這里取Vdc=48 V。
2.2 實(shí)驗分析
下面分兩種情況對該設計進(jìn)行實(shí)驗分析,一是初級繞組有緩沖,次級無(wú)緩沖;二是初級無(wú)緩沖,次級有緩沖。
(1)初級繞組有緩沖,次級無(wú)緩沖
該實(shí)驗測量的是開(kāi)關(guān)管Q兩端的漏源電壓,實(shí)驗分以下兩種情況:
第一種情況是RS1=1.5 kΩ,CS1不定,輸入直流電壓Vdc為48 V。
其實(shí)驗結果為:在RS1不變的情況下,CSl越大,雖然開(kāi)關(guān)管Q的漏感尖峰電壓無(wú)明顯降低,但它的漏源電壓變得平緩了,這說(shuō)明在初級開(kāi)關(guān)管的RC緩沖電路中,CSl應該選擇比較小的值。
第二種情況是CSl=33 pF,RS1不定,輸入直流電壓Vdc為48 V。其結果是:當CS1不變時(shí),RS1越大,開(kāi)關(guān)管Q的漏感尖峰電壓越大(增幅比較小)。
可見(jiàn),RC緩沖電路中,參數R的大小對降低漏感尖峰有很大的影響。在選定一個(gè)合適的C,同時(shí)滿(mǎn)足式(2)時(shí),R應該選擇比較小的值。
(2)次級繞組有緩沖,初級無(wú)緩沖
本實(shí)驗以D2、D3的陰極作為公共端來(lái)測量快恢復二極管的端壓,其結果是,當R不變時(shí),C越大,二極管兩端的漏感尖峰越小。同時(shí)理論上,如果C為無(wú)窮大時(shí),二極管兩端的電壓中就沒(méi)有漏感尖峰。而在實(shí)際中,只需讓二極管兩端電壓的漏感尖峰電壓在其端壓峰值的30%以?xún)染涂梢詽M(mǎn)足要求了,這樣同時(shí)成本也不會(huì )太高。
2.3 設計參數的確定
通過(guò)實(shí)驗分析可見(jiàn),在次級快恢復二極管的RC緩沖電路中,當選擇了適當大小的電容C時(shí),在滿(mǎn)足式(2)的情況下,電阻R應該選擇得越小越好。
最終經(jīng)過(guò)實(shí)際調試,本設計選擇的RC緩沖電路參數為:
初級:RS1=200,CSl=100 pF
次級:RS2=RS3=5l,CS2=CS3=1000 pF
本設計的初級開(kāi)關(guān)管的RC緩沖電路中的C值雖然選得稍微比計算值大一些,但損耗也不是很大,因此還是可以接受的。相對初級而言,次級快恢復二極管的RC緩沖電路中的C值就選得比計算值大得多,系統的損耗必然增大。但是,并聯(lián)在快恢復二極管兩端的RC緩沖電路主要是為了改善系統輸出性能,因此選擇比較大的C值雖然會(huì )使系統的整體效率降低,但二極管兩端的漏感尖峰就減小了很多,而且輸出電壓的紋波也可以達到指定要求。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/180622.htm
3 結束語(yǔ)
根據以上給出的公式,可以很好而且很方便地選擇出合適的RC緩沖電路。但是在工程應用中,應該根據系統設計的性能指標,通過(guò)實(shí)際調試才能得到真正合適的參數。有時(shí)候,為了達到系統的性能指標,犧牲一定的效率也是必要的??傊?,在設計RC緩沖電路參數時(shí),必須綜合考慮系統性能和效率,最終選擇合適的RC參數。
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