反激式电源中MOSFET箝位电路_十博入口

本文摘要:输出功率低于100瓦的交流/DC电源一般采用反激式歧管结构。

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输出功率低于100瓦的交流/DC电源一般采用反激式歧管结构。这种电源成本低,用在一个控制器中可以获得多通道输入跟踪,因此引起了设计人员的注意,成为元件少的交流/DC变换器的标准设计结构。然而,反激式电源的一个缺点是它不会对主电源元件造成低变形。反激式歧管结构的工作原理是在上电期间将能量储存在变压器中,然后在变频期间将能量转移到输入端。

反激式变压器由磁芯上的两个或多个耦合绕组组成,激励能量在传输到次级线圈之前仍然存储在磁芯的串联气隙之间。本质上,绕组之间的耦合永远不会超过极限,并且不是所有的能量都通过气隙传播和传输。

绕组内部和绕组之间储存了少量的能量,称为变压器漏电感。电源插入后,漏电感能量会传递到次级,但变压器初级绕组与电源之间会产生高压尖峰。此外,插入电源和初级绕组的等效电容与变压器的漏电感之间不会出现高频振铃(图1)。

图1:漏感引起的漏极节点电源瞬变。如果这个峰值的峰值电压和电源元器件(一般是功率MOSFET)的击穿电压一样高,就不会造成破坏性的失效。此外,漏极节点的高幅度振铃不会产生大量的电磁干扰。对于输出功率在2W左右以上的电源,可用于箝位电路,以保证机械系统的泄漏能量,超过控制场效应管电压尖峰的目的。

箝位的工作原理箝位电路用于将MOSFET旁边的电压控制到一个特定的值。一旦MOSFET电压超过阈值,多余的漏电感能量就会全部转移到箝位电路,或者重新存储逐渐变成机械系统,或者重新带回主电路。

箝位的一个缺点是它不会机械地给系统供电并降低效率,因此有许多不同类型的箝位电路可供选择(图2)。齐纳二极管中有很多种用来降低功耗的箝位电路,但是当齐纳二极管缓慢导通时,并不能降低EMI。RCD箝位需要在效率、EMI产生和成本之间取得良好的平衡,所以特别使用。

图2:不同类型的箝位电路。箝位RCD的工作原理是:MOSFET关断,二次二极管立即保持偏置,激励电流在漏极电容电池上(图3a)。

当初级绕组电压超过变压器匝数定义的光输入电压(VOR)时,激励能量转移到次级二极管变频器。能量泄漏后,将电容器电压箝位在变压器上,并耗尽电容器电池,直到初级绕组电压相等(图3b)。

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图3:3的初级外箝位:RCD箝位电路。Vc=箝位电压此时,二极管导通,漏感能量转移到箝位电容(图4a)。

通过电容器汲取的充电电流将节点附近的峰值电压箝位到VIN(最大值)VC(最大值)。漏电感能量几乎向后移动,二极管转换器被切断,箝位电容对箝位电阻进行静电充电,直到下一个周期开始(图4b)。

一般来说,在电池周期结束时,不会添加与截止二极管串联的小电阻来波动变压器电感和箝位电容之间的任何波动。这个初始周期不会在箝位电路中引起电压纹波(称为VDELTA),纹波幅度可以通过调整并联电容和电阻的大小来控制(图5)。图4:4的工作原理:RCD夹具。

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