【MOS管應用】原邊振鈴控制分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-02-14
反激電源是最常用的拓撲之一。其變壓器漏感常會引起原邊振鈴，并導致會損壞 MOSFET 的電壓尖峰。因此，通過變壓器和MOSFET 組件的合理設計來控制振鈴非常重要。
RCD 鉗位電路設計
在反激電路中，一旦 MOSFET 管關斷，變壓器就會將原邊的能量傳輸到副邊，但漏感能量卻無法被轉移，這會導致電路中的雜散電容產生振鈴。漏感是產生振鈴的根本原因，它占總電感量的 1% 至 5%，但卻無法完全消除。不過，我們可以通過特殊的繞線方法來降低漏感。
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方法。與制作三明治的過程類似，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。
圖2顯示了MOSFET關斷后的逆變電路，此時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）和振鈴產生的峰值電壓（VSPIKE）。
在輸入輸出電壓、匝數比（n）和MOSFET選定的情況下，應盡可能抑制VSPIKE，以確保MOSFET工作在應力范圍之內。工程師通常會選擇 RCD 鉗位電路來抑制振鈴，因為它設計簡單、成本低廉并且能夠有效抑制電壓尖峰。
正確選擇 RCD 鉗位電路至關重要，因為不理想的電阻和電容值會增加 MOSFET 的應力或電路功耗。
圖 3 顯示出，當 MOSFET 導通時，能量存儲在勵磁電感 (LM) 和漏電感 (LS) 中；當 MOSFET 關斷時，LM 中的能量被轉移到副邊，但漏感能量不會轉移。漏感會被釋放以導通D1，并為 C1充電。一旦充電電壓達到 VCLAMP，則D1 關斷，C1 通過R1放電。
選擇R1 時，需要考慮電阻功率 1/3的降額。根據能量守恒原理，R1 可由公式（1）計算得出：
鉗位電容 (C1) 應足夠大，以便在吸收漏感能量的同時實現低脈動電壓。脈動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可以通過公式 (2) 來計算：
結論
RCD電路設計可以作為一種簡單有效的抑制方法來控制反激原邊振鈴。通過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磁電感能量，而且可以降低峰值電壓和功率器件的開關應力。
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