開關電源鉗位電路圖文詳細講解-KIA MOS管

反激中RCD鉗位電路的電壓分析

一：如上圖紅框里面的電路是反激電源的鉗位電路，用的RCD鉗位，這一個電路在開關電源中非常常見，可以說現在市面上的反激大部分是用的這一電路。

設計這個電路的目的是吸收反激變壓器漏感的能量，限制MOS功率管的最大反向峰值電壓。

但是設計的時候我們怎么選取是一個很大的問題，RC吸收損耗太重會影響整機的效率，如果RC損耗太輕的就會影響MOS管的電壓尖峰，導致尖峰太高MOS管電壓應力超。

二：設計RCD吸收電路之前，我們要清楚為什么需要設計這一電路，目的是什么。對于反激變壓器都知道是有漏感存在的，首先需要知道漏感是一個什么。

我們知道變壓器主要是由初級線圈，次級線圈與磁芯組合而成，它是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的一種元器件，理想的變壓器是沒有損耗的并且沒有漏磁通，

但是實際中的電感是有損耗與漏磁通，初級線圈所產生的磁通不能都通過次級線圈，產生漏磁的電感就是漏感，也就是說在漏感中的能量是不能傳遞到副邊的，

這一部分能量只能在原邊，不能傳遞到副邊的這些能量我們的需要處理，可以通過一些電路來吸收掉，或是返回到輸入母線上去，這就有人會設計所謂的無損吸收，但是在實際應用中比較復雜并且EMI不好。

所以大多數都是用RCD損耗掉了，那我們設計RCD的目的就是把漏感能力吸收掉，但是不能把主回路的能量損耗掉，否則會影響整機的效率。要做到這點必須對RC 參數進行優化設計。

三：我們來分析下RCD吸收的整個過程，

當MOS管開通的時候電感電流上升到Ip時MOS管關斷，漏感上的能力不能傳到副邊，這時候只能通過D6給C3充電，把所以的能力都充到C3上，

當C3比較小的時候，那么C3上的電壓Vc就上升的比較高，這時候為了MOS管的應力，我們可能會加大C3的容量，具體可以通過測試實際的波形來判斷。

但是，我們不希望電容太大，如太大會導致關斷的時候C3上的電壓Vc小于反射電壓Vr，導致副邊反射過來的電壓Vr一直在給RCD充電，導致整機效率低。

電容的選擇我們需要剛好適合我們MOS管的Vds電壓。

我們的電阻的選擇也不能太小了或太大，如果太小了會導致Q1沒有開通前，C3上的電壓已經掉到了反射電壓Vr了，這時候反射電壓Vr又會對RCD充電損耗輸出的能量。

電阻值太大會導致我們在開機與短路的時候會出現MOS管電壓應力超

我們如圖上的C3上的電壓波形3一樣，就是關斷的時候電壓上升到Vr以上，當MOS管的開通的時候C3電容上的電壓沒有下降到Vr，并且當下次開通的時候C3上的電壓還沒有掉到0V.這是我們的最佳選。

四：鉗位電路上的電阻與電容的選擇。

VDS是MOS管的額定電壓，我了留有余量我們一般都是取MOS管的額度電壓的0.9倍。

Vc是RCD上C的電壓

Vin-max是輸入的最大電壓

Vc=0.9VDS-Vin-max

f為開關頻率

Ip原邊的峰值電流

漏感上的能量都被電容吸收，然后都損耗到電阻R1上。

電阻上損失的功率Pr=Vc^2/R1,實際的電阻需要取2倍的Pr

漏感中轉過來的能量WR=Wlr1+Wlr*Vr/（Vc-Vr）

轉換成功率就是Pr=1/2*f*Lr*Ip^2{1+Vr/（Vc-Vr）}

Vc^2/R1=1/2*f*Lr*Ip^2{1+Vr/（Vc-Vr）}

R1=2(Vc-Vr)*Vc/(Ip^2*f*Lr)

鉗位電容C3的取值

△V一般取Vc的5%-10% ,

C3≥Vc/（△V*R1*f）

在電阻與電容選定后，實際的電路中還需要測試看是不是我們需要的值。

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