開(kāi)關(guān)電源設計之輸入整流濾波器及鉗位保護電路

此外，還須考慮與鉗位二極管相串聯(lián)的阻塞二極管VD的影響。VD一般采用快恢復或超快恢復二極管，其特征是反向恢復時(shí)間(trr)很短。但是VDl在從反向截止到正向導通過(guò)程中還存在著(zhù)正向恢復時(shí)間(tfr)，還需留出20V的電壓余量。考慮上述因素之后，計算TOPSwitch一 最大漏一源極電壓的經(jīng)驗公式應為：

TOPSwitch—XX系列單片開(kāi)關(guān)電源在230V交流固定輸入時(shí)，MOSFET的漏極上各電壓參數的電位分布如圖3所示，占空比D≈26%。此時(shí)u=230V±35V，即umax=265V，UImax=umax≈375V，UOR=135V，UB=1.5 UOR≈200V，UBM=1.4UB=280V，UDmax=675V，最后再留出25V的電壓余量，因此U(BR)DS=700V。實(shí)際上 U(BR)DS也具有正向溫度系數，當環(huán)境溫度升高時(shí)U(BR)DS也會(huì )升高，上述設計就為芯片耐壓值提供了額外的裕量。

2)漏極鉗位保護電路的設計

漏極鉗位保護電路主要有以下4種設計方案(電路參見(jiàn)圖4)：

(1)利用瞬態(tài)電壓抑制器TVS(P6KE200)和阻塞二極管(超陜恢復二極管UF4005)組成的TVS、VD型鉗位電路，如(a)圖所示。圖中的Np、NS和NB分別代表一次繞組、二次繞組和偏置繞組。但也有的開(kāi)關(guān)電源用反饋繞組NF來(lái)代替偏置繞組NB。

(2)利用阻容吸收元件和阻塞二極管組成的R、C、VD型鉗位電路，如(b)圖所示。

(3)由阻容吸收元件、TVS和阻塞二極管構成的R、C、TVS、VD型鉗位電路，如(c)圖所示。

(4)由穩壓管(VDZ)、阻容吸收元件和阻塞二極管(快恢復二極管FRD)構成的VDz、R、C、VD型鉗位電路，如(d)圖所示。

上述方案中以(c)的保護效果最佳，它能充分發(fā)揮TVS響應速度極快、可承受瞬態(tài)高能量脈沖之優(yōu)點(diǎn)，并且還增加了RC吸收回路。鑒于壓敏電阻器(VSR)的標稱(chēng)擊穿電壓值(U1nA)離散性較大，響應速度也比TVS慢很多，在開(kāi)關(guān)電源中一般不用它構成漏極鉗位保護電路。

需要指出，阻塞二極管一般可采用快恢復或超快恢復二極管。但有時(shí)也專(zhuān)門(mén)選擇反向恢復時(shí)間較長(cháng)的玻璃鈍化整流管1N4005GP，其目的是使漏感能量能夠得到恢復，以提高電源效率。玻璃鈍化整流管的反向恢復時(shí)間介于快恢復二極管與普通硅整流管之間，但不得用普通硅整流管1N4005來(lái)代替 lN4005GP。

常用鉗位二極管和阻塞二極管的選擇見(jiàn)附表2。