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0引言单端反激式开关电源具有结构简单、输入输出电气隔离、电压升/降范围宽、易于多路输出、可靠性高、造价低等优点广泛应用于小功率场合。然而由于漏感影响反激变换器功率开关管关断时将引起电压尖峰必须用钳位电路加以抑制。由于RCD钳位电路比有源钳位电路更简洁且易实现因而在小功率变换场合RCD钳位更有实用价值。
1漏感抑制变压器的漏感是不可消除的但可以通过合理的电路设计和绕制使之减小。设计和绕制是否合理对漏感的影响是很明显的。采用合理的方法可将漏感控制在初级电感的2%左右。设计时应综合变压器磁芯的选择和初级匝数的确定尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层。绕制时绕线要尽量分布得紧凑、均匀这样线圈和磁路空间上更接近垂直关系耦合效果更好。初级和次级绕线也要尽量靠得紧密。2RCD钳位电路参数设计21变压器等效模型图1为实际变压器的等效电路励磁电感同理想变压器并联漏感同励磁电感串联。励磁电感能量可通过理想变压器耦合到副边而漏感因为不耦合能量不能传递到副边如果不采取措施漏感将通过寄生电容释放能量引起电路电压过冲和振荡影响电路工作性能还会引起EMI问题严重时会烧毁器件为抑制其影响可在变压器初级并联无源RCD钳位电路其拓扑如图2所示。
f22钳位电路工作原理引入RCD钳位电路目的是消耗漏感能量但不能消耗主励磁电感能量否则会降低电路效率。要做到这点必须对RC参数进行优化设计下面分析其工作原理:当S1关断时漏感Lk释能D导通C上电压瞬间充上去然后D截止C通过R放电。
ff1若C值较大C上电压缓慢上升副边反激过冲小变压器能量不能迅速传递到副边见图3a2若C值特别大电压峰值小于副边反射电压则钳位电容上电压将一直保持在副边反射电压附近即钳位电阻变为死负载一直在消耗磁芯能量见图3h3若RC值太小C上电压很快会降到副边反射电压故在St开通前钳位电阻只将成为反激变换器的死负载消耗变压器的能量降低效率见图3c:4如果RC值取得比较合适使到S1开通时C上电压放到接近副边反射电压到下次导通时C上能量恰好可以释放完见图3d这种情况钳位效果较好但电容峰值电压大器件应力高。第2和第3种方式是不允许的而第1种方式电压变化缓慢能量不能被迅速传递第4种方式电压峰值大器件应力大。可折衷处理在第4种方式基础上增大电容降低电压峰值同时调节R使到S1开通时C上电压放到接近副边反射电压之后RC继续放电至S1r
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