一款基于整流管尖峰吸收電路設計

最近在網(wǎng)上看到很多人都在討論Flyback的次級側整流二極管的RC尖峰吸收問(wèn)題，覺(jué)得大家在處理此類(lèi)尖峰問(wèn)題上仍過(guò)于傳統，其實(shí)此處用RCD吸收會(huì )比用RC吸收效果更好，用RCD吸收，其整流管尖峰電壓可以壓得更低(合理的參數搭配，可以完全吸收，幾乎看不到尖峰電壓)，而且吸收損耗也更小。

PK

整流二極管電壓波形(RC吸收)

整流二極管電壓波形(RCD吸收)

從這兩張仿真圖看來(lái)，其吸收效果相當，如不考慮二極管開(kāi)通時(shí)高壓降，可以認為吸收已經(jīng)完全。

此處的RCD吸收設計，可以這樣認為：為了吸收振蕩尖峰，C應該有足夠的容值，已便在吸收尖峰能量后，電容上的電壓不會(huì )太高，為了平衡電容上的能量，電阻R需將存儲在電容C中的漏感能量消耗掉，所以理想的參數搭配，是電阻消耗的能量剛好等于漏感尖峰中的能量(此時(shí)電容C端電壓剛好等于Uin/N+Uo)，因為漏感尖峰能量有很多不確定因素，計算法很難湊效，所以下面介紹一種實(shí)驗方法來(lái)設計。

1.選一個(gè)大些的電容(如100nF)做電容C，D選取一個(gè)夠耐壓>1.5*(Uin/N+Uo)的超快恢復二極管(如1N4148；

2.可以選一個(gè)較小的電阻10K，1W電阻做吸收的R；

3.逐漸加大負載，并觀(guān)察電容C端電壓與整流管尖峰電壓；

如C上電壓紋波大于平均值的20%，需加大C值；

如滿(mǎn)載時(shí)，C端電壓高于Uin/N+Uo太多(20%以上，根據整流管耐壓而定)，說(shuō)明吸收太弱，需減小電阻R；

如滿(mǎn)載時(shí)，C上電壓低于或等于Uin/N+Uo，說(shuō)明吸收太強，需加大電阻R；

如滿(mǎn)載時(shí)C上電壓略高于Uin/N+Uo(5%~10%，根據整流管耐壓而定)，可視為設計參數合理；

在不同輸入電壓下，再驗證參數是否合理，最終選取合適的參數。我們再看看兩種吸收電路對應的吸收損耗問(wèn)題(以Flyback為例)：

采用RC吸收：C上的電壓在初級MOS開(kāi)通后到穩態(tài)時(shí)的電壓為Vo+Ui/N,(Vo為輸出電壓，Ui輸入電壓，N為變壓器初次級匝比)，因為我們設計的RC的時(shí)間參數遠小于開(kāi)關(guān)周期，可以認為在一個(gè)吸收周期內，RC充放電能到穩態(tài)，所以每個(gè)開(kāi)關(guān)周期，其吸收損耗的能量為：次級漏感尖峰能量+RC穩態(tài)充放電能量，近似為RC充放電能量=C*(Vo+Ui/N)^2(R上消耗能量，每個(gè)周期充一次放一次)，所以RC吸收消耗的能量為 fsw*C*(Vo+Ui/N)^2,以DC300V輸入，20V輸出，變壓器匝比為5，開(kāi)關(guān)頻率為100K，吸收電容為2.2nF為例，