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MOS管應(yīng)用,原邊振鈴控制介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2023-03-27 16:20:23
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MOS管應(yīng)用,原邊振鈴控制介紹
反激電源是最常用的拓?fù)渲?。其變壓器漏感常?huì)引起原邊振鈴,并導(dǎo)致會(huì)損壞 MOSFET 的電壓尖峰。因此,通過(guò)變壓器和MOSFET 組件的合理設(shè)計(jì)來(lái)控制振鈴非常重要。
RCD 鉗位電路設(shè)計(jì)
在反激電路中,一旦 MOSFET 管關(guān)斷,變壓器就會(huì)將原邊的能量傳輸?shù)礁边叄└心芰繀s無(wú)法被轉(zhuǎn)移,這會(huì)導(dǎo)致電路中的雜散電容產(chǎn)生振鈴。漏感是產(chǎn)生振鈴的根本原因,它占總電感量的 1% 至 5%,但卻無(wú)法完全消除。不過(guò),我們可以通過(guò)特殊的繞線方法來(lái)降低漏感。 
圖 1 顯示的三明治繞線法(夾心繞線法)是降低漏感的一種傳統(tǒng)方法。與制作三明治的過(guò)程類似,原邊繞組(NP)被一分為二,然后將副邊繞組(NS)依次纏繞在一半的NP、輔助繞組和剩下的一半NP上。
原邊 振鈴 MOSFET RCD
圖2顯示了MOSFET關(guān)斷后的逆變電路,此時(shí)MOSFET兩端的電壓由三部分組成:最大輸入電壓(VINMAX)、副邊折射電壓(VOR = n x VO)和振鈴產(chǎn)生的峰值電壓(VSPIKE)。 
在輸入輸出電壓、匝數(shù)比(n)和MOSFET選定的情況下,應(yīng)盡可能抑制VSPIKE,以確保MOSFET工作在應(yīng)力范圍之內(nèi)。工程師通常會(huì)選擇 RCD 鉗位電路來(lái)抑制振鈴,因?yàn)樗O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉并且能夠有效抑制電壓尖峰。
原邊 振鈴 MOSFET RCD
正確選擇 RCD 鉗位電路至關(guān)重要,因?yàn)椴焕硐氲碾娮韬碗娙葜禃?huì)增加 MOSFET 的應(yīng)力或電路功耗。 
圖 3 顯示出,當(dāng) MOSFET 導(dǎo)通時(shí),能量存儲(chǔ)在勵(lì)磁電感 (LM) 和漏電感 (LS) 中;當(dāng) MOSFET 關(guān)斷時(shí),LM 中的能量被轉(zhuǎn)移到副邊,但漏感能量不會(huì)轉(zhuǎn)移。漏感會(huì)被釋放以導(dǎo)通D1,并為 C1充電。一旦充電電壓達(dá)到 VCLAMP,則D1 關(guān)斷,C1 通過(guò)R1放電。
原邊 振鈴 MOSFET RCD
選擇R1 時(shí),需要考慮電阻功率 1/3的降額。根據(jù)能量守恒原理,R1 可由公式(1)計(jì)算得出:
原邊 振鈴 MOSFET RCD
鉗位電容 (C1) 應(yīng)足夠大,以便在吸收漏感能量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低脈動(dòng)電壓。脈動(dòng)電壓通常取鉗位電壓的 5% 至10% 。要確定 C1的最小值,需要考慮其寄生 R 和 L 較小。最小C1可以通過(guò)公式 (2) 來(lái)計(jì)算:
原邊 振鈴 MOSFET RCD
結(jié)論 
RCD電路設(shè)計(jì)可以作為一種簡(jiǎn)單有效的抑制方法來(lái)控制反激原邊振鈴。通過(guò)審慎選擇電阻和電容,鉗位電路可以更好地吸收漏感能量。另外,RCD鉗位電路不消耗主勵(lì)磁電感能量,而且可以降低峰值電壓和功率器件的開關(guān)應(yīng)力。
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