電源設計之緩沖正向轉換器

計算出要添加多少電容和電阻是一項頗具挑

戰性的工作。下面介紹一條解決這一難題的捷徑。

圖1顯示了正向轉換器的功率級。該轉換器由變壓器運行，該變壓器將輸入電壓耦合至次級電路，再由次級電路完成對輸入電壓的整流和濾波。反射主電壓和變壓器漏電感形成低阻抗電路，當 D2 通過(guò)一個(gè)這樣電阻而被迫整流關(guān)閉 (commutate off) 時(shí)，通常需要一個(gè)緩沖器。D2 可以是一個(gè)硅 p-n 二極管，該二極管具有一個(gè)必須在其關(guān)閉前實(shí)現耗盡的逆向恢復充電功能。這就積累 (loads up) 了漏電感中的過(guò)剩電流，從而導致高頻率振鈴和過(guò)高的二極管電壓。肖特基二極管和同步整流器也存在類(lèi)似情況，前者是因為其大結電容，后者是因為其關(guān)閉延遲時(shí)間問(wèn)題。



圖 1 漏電感延緩了D2關(guān)閉

圖 2 顯示了一些電路波形，頂部線(xiàn)跡為 Q1 漏電壓，中部線(xiàn)跡為 D1 和 D2 結點(diǎn)處的電壓，底部線(xiàn)跡為流經(jīng) D1 的電流。在頂部線(xiàn)跡中，您可以看到當 Q1 打開(kāi)時(shí)，其漏電壓被降至輸入電壓以下，這樣就使得二極管 D1 電流增加。如果 D2 沒(méi)有逆向恢復充電功能，當 D1 電流等于輸出電流時(shí)，結點(diǎn)電壓就會(huì )上升。由于 D2 具有逆向恢復充電功能，因此 D1 電流會(huì )進(jìn)一步增加，這便開(kāi)始消耗電荷。一旦電荷耗盡，二極管便關(guān)閉，從而導致增加的結點(diǎn)電壓進(jìn)一步提高。請注意，電流會(huì )不斷增加直到結點(diǎn)電壓等于反射輸入電壓為止，因為在漏電感兩端有一個(gè)正電壓。隨著(zhù)電流的增加，該電流將對寄生電容進(jìn)行充電并導致電路中振鈴和損耗更大。


圖 2 當D2關(guān)閉時(shí)D2會(huì )引起過(guò)多的振鈴

這些振鈴波形也許是人們所無(wú)法接受的，因為它們會(huì )引起 EMI 問(wèn)題或帶來(lái)二極管上讓人無(wú)法接受的電壓應力?？缃?D2 的 RC 緩沖器可以在幾乎不影響效率的同時(shí)大大減少振鈴。您可以利用下面的方程式計算得出振鈴頻率（請參見(jiàn)方程式 1）：

方程式 1：