摘要:開(kāi)關(guān)電源中緩沖電路性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的品質(zhì)。文中給出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的RC緩沖電路的設(shè)計(jì)方法,該方法不僅能降低開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷損耗,而且還能降低變壓器的漏感和尖峰電壓。
O.引言
在帶變壓器的開(kāi)關(guān)電源拓?fù)渲校_(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),電壓和電流的重疊引起的損耗是開(kāi)關(guān)電源損耗的主要部分,同時(shí),由于電路中存在雜散電感和雜散電容,在功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),電路中也會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓并且產(chǎn)生振蕩。如果尖峰電壓過(guò)高,就會(huì)損壞開(kāi)關(guān)管。同時(shí),振蕩的存在也會(huì)使輸出紋波增大。為了降低關(guān)斷損耗和尖峰電壓,需要在開(kāi)關(guān)管兩端并聯(lián)緩沖電路以改善電路的性能。
緩沖電路的主要作用有:一是減少導(dǎo)通或關(guān)斷損耗;二是降低電壓或電流尖峰;三是降低dV/dt或dI/dt。由于MOSFET管的電流下降速度很快,所以它的關(guān)斷損耗很小。雖然MOSFET管依然使用關(guān)斷緩沖電路,但它的作用不是減少關(guān)斷損耗,而是降低變壓器漏感尖峰電壓。本文主要針對(duì)MOSFET管的關(guān)斷緩沖電路來(lái)進(jìn)行討論。
1.RC緩沖電路設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)RC緩沖電路時(shí),必須熟悉主電路所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)情況。圖l所示是由RC組成的正激變換器的緩沖電路。圖中,當(dāng)Q關(guān)斷時(shí),集電極電壓開(kāi)始上升到2Vdc,而電容C限制了集電極電壓的上升速度,同時(shí)減小了上升電壓和下降電流的重疊,從而減低了開(kāi)關(guān)管Q的損耗。而在下次開(kāi)關(guān)關(guān)斷之前,C必須將已經(jīng)充滿的電壓2Vdc放完,放電路徑為C、Q、R。
假設(shè)開(kāi)關(guān)管沒(méi)帶緩沖電路,圖1所示的正激變換器的復(fù)位繞組和初級(jí)繞組匝數(shù)相同。這樣,當(dāng)Q關(guān)斷瞬間,儲(chǔ)存在勵(lì)磁電感和漏感中的能量釋放,初級(jí)繞組兩端電壓極性反向,正激變換器的開(kāi)關(guān)管集電極電壓迅速上升到2Vdc。同時(shí),勵(lì)磁電流經(jīng)二極管D流向復(fù)位繞組,最后減小到零,此時(shí)Q兩端電壓下降到Vdc。圖2所示是開(kāi)關(guān)管集電極電流和電壓波形??梢?jiàn),開(kāi)關(guān)管不帶緩沖電路時(shí),在Q關(guān)斷時(shí),其兩端的漏感電壓尖峰很大,產(chǎn)生的關(guān)斷損耗也很大,嚴(yán)重時(shí)很可能會(huì)燒壞開(kāi)關(guān)管,因此,必須給開(kāi)關(guān)管加上緩沖電路。
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