解決開關電源浪湧電流的吸收電路設計
發布時間:2012-10-29 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】為了防止開關電源係統中的高速開關電路存在的分布電感與電容在二極管蓄積電荷的影響下產生浪湧電壓與噪聲。文中通過采用RC或LC吸收電路對二極管蓄積電荷產生的浪湧電壓采用非晶磁芯和矩形磁芯進行磁吸收,從而解決了開關電源浪湧電流的產生以及抑製問題。
開關電源的主元件大都有寄生電感與電容,寄生電容Cp一般都與開關元件或二極管並聯,而寄生電感L通常與其串聯。由於這些寄生電容與電感的作用,開關元件在通斷工作時,往往會產生較大的電壓浪湧與電流浪湧。
開(kai)關(guan)的(de)通(tong)斷(duan)與(yu)二(er)極(ji)管(guan)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)時(shi)都(dou)要(yao)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)電(dian)流(liu)浪(lang)湧(yong)與(yu)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)。而(er)抑(yi)製(zhi)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)時(shi)電(dian)流(liu)浪(lang)湧(yong)的(de)最(zui)有(you)效(xiao)方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)零(ling)電(dian)壓(ya)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian),開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)的(de)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)與(yu)二(er)極(ji)管(guan)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)的(de)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)可(ke)能(neng)會(hui)損(sun)壞(huai)半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)件(jian),同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)。為(wei)此(ci),開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)時(shi),就(jiu)需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)吸(xi)收(shou)電(dian)路(lu)。二(er)極(ji)管(guan)反(fan)向(xiang)恢(hui)複(fu)時(shi),電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)產(chan)生(sheng)機(ji)理(li)與(yu)開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)時(shi)相(xiang)同(tong),因(yin)此(ci),這(zhe)種(zhong)吸(xi)收(shou)電(dian)路(lu)也(ye)適(shi)用(yong)於(yu)二(er)極(ji)管(guan)電(dian)路(lu)。本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)RC、RC D、LC等deng吸xi收shou電dian路lu,這zhe些xie吸xi收shou電dian路lu的de基ji本ben工gong作zuo原yuan理li就jiu是shi在zai開kai關guan斷duan開kai時shi為wei開kai關guan提ti供gong旁pang路lu,以yi吸xi收shou蓄xu積ji在zai寄ji生sheng電dian感gan中zhong的de能neng量liang,並bing使shi開kai關guan電dian壓ya被bei鉗qian位wei,從cong而er抑yi製zhi浪lang湧yong電dian流liu。
1 RC吸收電路
圖1所示是一個RC吸收網絡的電路圖。它是電阻Rs與電容Cs串(chuan)聯(lian)的(de)一(yi)種(zhong)電(dian)路(lu),同(tong)時(shi)與(yu)開(kai)關(guan)並(bing)聯(lian)連(lian)接(jie)的(de)結(jie)構(gou)。若(ruo)開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai),蓄(xu)積(ji)在(zai)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)中(zhong)的(de)能(neng)量(liang)對(dui)開(kai)關(guan)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)的(de)同(tong)時(shi),也(ye)會(hui)通(tong)過(guo)吸(xi)收(shou)電(dian)阻(zu)對(dui)吸(xi)收(shou)電(dian)容(rong)充(chong)電(dian)。這(zhe)樣(yang),由(you)於(yu)吸(xi)收(shou)電(dian)阻(zu)的(de)作(zuo)用(yong),其(qi)阻(zu)抗(kang)將(jiang)變(bian)大(da),那(na)麼(me),吸(xi)收(shou)電(dian)容(rong)也(ye)就(jiu)等(deng)效(xiao)地(di)增(zeng)加(jia)了(le)開(kai)關(guan)的(de)並(bing)聯(lian)電(dian)容(rong)的(de)容(rong)量(liang),從(cong)而(er)抑(yi)製(zhi)開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)的(de)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)。而(er)在(zai)開(kai)關(guan)接(jie)通(tong)時(shi),吸(xi)收(shou)電(dian)容(rong)又(you)通(tong)過(guo)開(kai)關(guan)放(fang)電(dian),此(ci)時(shi),其(qi)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)將(jiang)被(bei)吸(xi)收(shou)電(dian)阻(zu)所(suo)限(xian)製(zhi)。

圖1:RC吸收網絡的電路圖
2 RCD吸收電路
本文給出的RCD吸收電路如圖2所示,它由電阻Rs、電容Cs和二極管VDs構成,其中電阻Rs也可以與二極管VDs並bing聯lian連lian接jie。若ruo開kai關guan斷duan開kai,蓄xu積ji在zai寄ji生sheng電dian感gan中zhong的de能neng量liang將jiang通tong過guo開kai關guan的de寄ji生sheng電dian容rong充chong電dian,開kai關guan電dian壓ya上shang升sheng。其qi電dian壓ya上shang升sheng到dao吸xi收shou電dian容rong的de電dian壓ya時shi,吸xi收shou二er極ji管guan導dao通tong,從cong而er使shi開kai關guan電dian壓ya被bei吸xi收shou二er極ji管guan所suo鉗qian位wei(約為1 V左右),同時寄生電感中蓄積的能量也對吸收電容充電。開關接通期間,吸收電容則通過電阻放電。

圖2:RCD吸收電路
采用RC和RCD吸收電路也可以對變壓器消磁,而不必另設變壓器繞組與二極管組成的去磁電路。變壓器的勵磁能量都會在吸收電阻中消耗掉。RC與RCD吸收電路不僅可以消耗變壓器漏感中蓄積的能量,而且也能消耗變壓器勵磁能量,因此,這種方式同時降低了變換器的變換效率。由於RCD吸收電路是通過二極管對開關電壓鉗位,效果要比RC好,同時,它也可以采用較大電阻,但能量損耗也比RC小。
3 LC吸收電路
LC吸收電路如圖3所示,它由Ls、Cs、VDs1和VDs2構成。若開關斷開,蓄積在漏磁或勵磁等電感中的能量可通過VDs1經電容Cs放電,使吸收電容Cs電壓反向,從而使變壓器由電容電壓消磁。這期間,輸入電壓與吸收電容的電壓加到開關上的電壓極性再次反向。一般情況下,LC吸收電路不消耗能量。

圖3:LC吸收電路
4 結束語
yaotigaokaiguanpinlv,tongshitigaokaiguandianyuanchanpindezhiliang,dianyalangyongyudianliulangyongwentibixuzhongdiankaolv。benwenshizaifenxileganraochanshengjiliyijijingguodaliangshijiandejichushang,tichulezhezhongxingzhiyouxiaodeyizhicuoshi。yinci,yaojiejuehaolangyongwenti,haiyaojieheshejideshiji,fenxilangyongchanshengdejili,jieheshijilaishejilangyongxishoudianlu,yishikaiguandianyuandelangyongganraojiangdaozuididian。
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 從技術研發到規模量產:恩智浦第三代成像雷達平台,賦能下一代自動駕駛!
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall



