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開關電源設計之MOS管反峰及RCD吸收回路介紹
作者:webmaster

對于一位開關電源工程師來說,在一對或多對相互對立的條件面前做出選擇,那是常有的事。而我們今天討論的這個話題就是一對相互對立的條件。(即要限制主MOS管最大反峰,又要RCD吸收回路功耗最小)

在討論前我們先做幾個假設:

① 開關電源的工作頻率范圍:20~200KHZ;

② RCD中的二極管正向導通時間很短(一般為幾十納秒);

③ 在調整RCD回路前主變壓器和MOS管,輸出線路的參數已經完全確定。

有了以上幾個假設我們就可以先進行計算:

一﹑首先對MOS管的VD進行分段:

ⅰ,輸入的直流電壓VDC;

ⅱ,次級反射初級的VOR;

ⅲ,主MOS管VD余量VDS;

ⅳ,RCD吸收有效電壓VRCD1。

  二﹑對于以上主MOS管VD的幾部分進行計算:

ⅰ,輸入的直流電壓VDC。

在計算VDC時,是依最高輸入電壓值為準。如寬電壓應選擇AC265V,即DC375V。

VDC=VAC *√2

ⅱ,次級反射初級的VOR。

VOR是依在次級輸出最高電壓,整流二極管壓降最大時計算的,如輸出電壓為:5.0V±5%(依Vo =5.25V計算),二極管VF為0.525V(此值是在1N5822的資料中查找額定電流下VF值).

VOR=(VF Vo)*Np/Ns

ⅲ,主MOS管VD的余量VDS.

VDS是依MOS管VD的10%為最小值.如KA05H0165R的VD=650應選擇DC65V.

VDC=VD* 10%

ⅳ,RCD吸收VRCD.

MOS管的VD減去ⅰ,ⅲ三項就剩下VRCD的最大值。實際選取的VRCD應為最大值的90%(這里主要是考慮到開關電源各個元件的分散性,溫度漂移和時間飄移等因素得影響)。

VRCD=(VD-VDC -VDS)*90%

注意:① VRCD是計算出理論值,再通過實驗進行調整,使得實際值與理論值相吻合.

② VRCD必須大于VOR的1.3倍.(如果小于1.3倍,則主MOS管的VD值選擇就太低了)

③ MOS管VD應當小于VDC的2倍.(如果大于2倍,則主MOS管的VD值就過大了)

④ 如果VRCD的實測值小于VOR的1.2倍,那么RCD吸收回路就影響電源效率。

⑤ VRCD是由VRCD1和VOR組成的

ⅴ,RC時間常數τ確定.

τ是依開關電源工作頻率而定的,一般選擇10~20個開關電源周期。

  三﹑試驗調整VRCD值

首先假設一個RC參數,R=100K/RJ15, C="10nF/1KV"。再上市電,應遵循先低壓后高壓,再由輕載到重載的原則。在試驗時應當嚴密注視RC元件上的電壓值,務必使VRCD小于計算值。如發現到達計算值,就應當立即斷電,待將R值減小后,重復以上試驗。(RC元件上的電壓值是用示波器觀察的,示波器的地接到輸入電解電容“+”極的RC一點上,測試點接到RC另一點上)。一個合適的RC值應當在最高輸入電壓,最重的電源負載下,VRCD的試驗值等于理論計算值。

  四﹑試驗中值得注意的現象

輸入電網電壓越低VRCD就越高,負載越重VRCD也越高。那么在最低輸入電壓,重負載時VRCD的試驗值如果大于以上理論計算的VRCD值,是否和(三)的內容相矛盾哪?一點都不矛盾,理論值是在最高輸入電壓時的計算結果,而現在是低輸入電壓。重負載是指開關電源可能達到的最大負載。主要是通過試驗測得開關電源的極限功率。

  五﹑RCD吸收電路中R值的功率選擇

R的功率選擇是依實測VRCD的最大值,計算而得。實際選擇的功率應大于計算功率的兩倍。

編后語:RCD吸收電路中的R值如果過小,就會降低開關電源的效率。然而,如果R值如果過大,MOS管就存在著被擊穿的危險。

發表于:2013/10/25 12:15:57
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