RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例

1、RCM峰脉冲吸收电路参数计算举例1、开关变压器初级线圈漏感Ls的计算反激式开关变压器的漏感一般都比较大，漏感与初级线圈电感之比，大多数都在25%之间。漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构，以及气隙大小等参数有关，还与磁通密度取值的大小有关，因为磁通密度取得越大，导磁率就会越小，漏感相对也要增大。漏感小于2麻大于15%勺开关变压器，其结构一般都比较特殊。开关变压器初级线圈电感量的大小，主要与开关电源的工作频率有关，还与工作电压和输出功率的大小有关。一般输出功率越大，工作频率就越低，电感量相应也要增大；而工作电压越高，电感量也越大。开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls的大小可

2、以用仪表直接测量，一般工作频率为3050kHz,工作电压为AC110V220V勺开关变压器，其初级线圈的电感量大约为：3001000微亨，漏感大约为：10100微亨；计算时，可按36%的比例来取值进行估算。例如：L=1000uH,则可取Ls=3060uH。2、尖峰脉冲吸收电容器容量的计算要计算尖峰脉冲吸收电容器容量，首先要计算流过变压器初级线圈电流的最大值。计算流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。根据（26）式，当输出功率一定时，输入电压在一定的范围内，流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo基本是稳定的

3、；变压器初、 次级线圈反激输出电压的半波平均值也基本是稳定的， 与输入电压的大小无关， 但对应不同的输入电压必须对应不同的占空比， 参看 （41）、（42）式。当流过开关变压器初级线圈的最大电流确定之后，尖峰脉冲吸收电容器容量以及电容充电时电压增量的数值就可以按（33）（36）式进行计算。在实际应用中，电容器C吸收尖嵯脉冲电压增量AU,的数值，与开关管的耐压BV皿的参数大小有关假设电源开关管的耐压EV必为65OV,如果予员留20%的余量，那么，正常工作时，加到开关管D-S板之间的最高脉冲电压Ug只能达到520Vp.而在520Vp的U岫电压之中，电容器C吸收尖峰脉冲电压增量（等于 AUAQ这一项

4、是要首先考虑的.假设AH等于Um也电压的弱。，即：AU；当最高输入电压为260V时（对应交漪输入电压为ACJ53V）,根据（39）式可求得：期心广加4一卜4二立0-360-52=108（V）（50）P假设混感也与开关变底器初藐线圈的电感L的出但K为小巾根据（42式可求励磕电感产生的反击输出电压 j 的半波平均值/声为；4呼二 C心%皿=,95父10甘=1020CV）51）/+eljocfanscoin也3玄挺鼻大多数反激式开关电源的最大输出功率都在100W似下，因为用于反激式开关电源功率损耗大于10W的电源开关管种类很少，如需要较大的输出功率，一般都选用半桥式或全桥式双激式开关电源。假设开关电

5、源的最大输出功率为50W,当占空比D=0.5时r变压器初级线圈的反激输出电压的半波平均值蟾与输入电压匚相等，M=Lr=108V,=102.6而流过变压器初级线圈的最大电流1m等干平均电流的4倍，由此可求簿最大输入电流Im=L9SA；假设开关变压器初莪线圈的电感量L=1000uH,痛感L$=50uH”把这些参数代入：34）式？可求得：?Q貂4（与尸二50父10人密二1乃78区10.（F不考虑分流）一4104.eledanscom46K煽及当考虑电阻R对电容器C充电的分流作用，以及开关管由导通到完全关断期间，漏极电流对电容器C充电的分流作用时，根据（36）式，假设分流系数r=0.5，则（52）式还

6、可改写为：C=A（r-）2=5OX1O-6（0.5）2=4395x10-12一考虑分流-ZXc/-1U-Ie（ecfancom电I上面（52）和（53）式的计算结果，可作为对RC以峰脉冲吸收电路进行试验时，选择电容器容量的上限和下限，最终结果需要通过电路试验来决定。试验时，以输入电压和输出功率的最大值为条件，然后，由大到小，选择不同容量的电容器做试验，用示波器观测电源开关管D-S两端的电压，直到Uds与最高耐压BVm两者之差能满足余量要求时，为最佳结果。这里顺便说明一下，为什么（53）式中的分流系数取值为0.5,而不是其它数值。因为，分流系数r的取值范围是01,它是一个动态系数，它的大小，除了

7、与输入电压和输出功率和RCDt路中电容、电阻的大小有关外，还与开关管的关断时间，以及电流大小有关系。3、尖峰脉冲吸收电阻阻值的计算纹波电压的大小与释放电阻R的大小还有关。一旦电容器的容量确定之后，释放电阻R的大小就可以根据（45）（49）来计算。根据（38）式，电容器两端最高电压为：触=5版+.&=108+52=16（V）开关管关断期间（54）elcfansgm电各版。根据（46）式，电容器两端最低电压为：*%二（0*工一；八4）=18-52:56（V）开关管导通期间（55）elecfanscom电各惠就幺把（54）和（55）式的结果代入（49）式，即可求出RC的值：TS6、二一hi=

8、0.3556uRC(4 就+3 上)ROAl9-VW收彳,当 RC 的值与开关管导通时间 Ton 完全相等时，46)式的值正好等干 0.3M 与(56)式的结果非常接近。或节1当纹波电压，匕-100V 时，5(56)式计算得至 J 的结果正好等于 0.37,两者误差小干 4%,因此，可以认为 RC 的值与开关管导通时间 Ton 完全相等，以此为条件来计算 RC 的值。即：，RC%(57)把由(52)和(53)式求出电容器 C 的结果，以及根据(25)式求出的 T”值，代入(57)式后即可求出电阻 R 的值,一由于，当占主比 D 小于 0.5 时，流过电感线圈蚪电流匕现断流(平均值)，这也会对分

9、流系数产生很大的影响，使计算非常复杂；为了笥单，我们在计算开关管的导通时间 Tor 时，还是以占空比等于 0.5为例。，当占空比等于 0.5 时，对应的输入旧庄 U 为 10N,对应的最大电流 1 山为 L95A,假谀开关变压器初织经圈的电感量 LFOOOuH,板据 Q5)式，才求得 Ln 的值为：。T=1x10-31-is/io-6(S)58一6U108elecfanscom 电 J 或炕4,把(53)x(58)式的计算结果：C=4395P,T0Q=18uS,代入(5)式：”氏=9凝/=4。96(欧财(59)/elecfanscoi7.4即：计算结果为：C=4395P;R=4096欧姆。试验

10、结果表明，（53）和（59）式的计算结果是合理的。当开关变压器初级线圈的漏感为5%寸，其反激输出电压的平均功率也为5%（Pa=2.5W）;由于电容器C两端电压的半波平均值为108V,由此可求得电阻R（4096欧姆）损耗的功率为2.85W,与精确值2.5瓦相差0.35W。这正是把（36）式设为电容器取值范围下限，对应（53）和（59）所求得的结果，即由（59）所求得的结果还是一个保守的结果，但其离精确值已经非常近。当输入电压为最大值（AC260V的时候，其占空比大约只有0.3左右，因此，电容器充电的时间要比放电的时间长很多；但在电容器还充电期间变压器初级线圈会出现断流，这相当于电容器会提前放电，

11、其结果与占空比等于0.5时的结果基本相同。但做试验时，最好还是以输入电压为最大值时为准。如电阻R的值取得小些，相当于分流系数r降低，这对降低开关管的关断损耗是有好处的，因为，开关变压器漏感储存的磁能量，一部分是通过开关管关断时产生的损耗来释放的，另一部分则是通过RCD回路中的电容充电和电阻分流来进行释放；但电阻的阻值取得太小，又会从励磁电感线圈吸收能量，降低开关电源的工作效率。在反激式开关电源中，很多人用一个稳压二极管来代替RCD电路中的电阻和电容，用以对开关管进行过压保护，如图8所示。从原理上来说，这种方法对开关管的过压保护是非常有效的，但实践证明，这种保护方法可靠性很差。因为，当开关管关断时，1.95A（以上面计算结果为例）的电流流过150200V的稳压二极管，其产生的瞬时功率高达290390W这么大的瞬时功率很容易使稳压二极管局部损伤，当损伤程度达到某个临界点后，就会产生热击穿，造成永久失效。uZ