跟电源专家陶显芳学电源技术(四)电源开关管的过压保护电路.pdfVIP

电子发烧友网讯：国内知名电源技术专家陶显芳不辞劳苦，在双节期间仍坚持为各位电源工 程师或爱好者排忧解难，写出一些工程师们非常关心的技术问题和常见的电源问题及解决方 法。电子发烧友网编辑现为读者整理成几部分为《跟电源专家陶显芳学电源技术》系列，内 容包括： 1、漏感与分布电容对输出波形的影响（上） 2、漏感与分布电容对输出波形的影响（下） 3、对漏感与分布电容的影响进行数学分析 4、电源开关管的过压保护电路 5、电源开关管保护电路参数的计算（上） 6、电源开关管保护电路参数的计算（下） 7、RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例：开关变压器初级线圈漏感Ls 的计算 8、RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例：尖峰脉冲吸收电容器容量的计算 9、RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例：尖峰脉冲吸收电阻阻值的计算。 本文为漏感与分布电容对输出波形的影响（下），内容精彩，敬请对电子发烧友网保 持密切关注。 在单激式开关电源中，无论是正激式还是反激式开关电源，都要求对电源开关管采取过 压保护，以防止当开关管突然关断瞬间，开关变压初级线圈产生的反激脉冲尖峰电压与输入 电压进行迭加后，加到电源开关管的D、S极两端，把电源开关管击穿。 为了防止电源开关管击穿，图7是一种抑制反激脉冲尖峰电压，对电源开关管具有过压 保护作用的RCD尖峰脉冲吸收电路。之所以把它称为RCD尖峰脉冲吸收电路，因图中主要器 件由R、C、D组成。 为了分析方便，我们把开关变压器等效成一个理想的（漏感等于0的）开关变压器T 与一个漏感Ls相串联，把开关变压器初级线圈N1产生励磁作用的电感Lu称为励磁电感； 分布电容Cs为开关变压器初线圈的分布电容与次级线圈的分布电容等效到初线圈后，总的 等效电容。 在图7中，当电源开关管Q1关断时，开关变压器初级线圈产生的反激电压脉冲（包括 漏感产生的反激电压脉冲）将会与输入电压U迭加，同时加到电源开关管Q1 的D、S极两端， 此时，整流二极管D将导通，并对C进行充电；C 的作用就是把加到开关管D、S极两端的 尖峰脉冲电压加以吸收，以防止开关管被尖峰脉冲电压击穿；而R 的作用是把C吸收尖峰脉 冲电压产生的积累电荷泄放掉，为下一次尖峰脉冲的吸收做好准备，否则，经过多个尖峰脉 冲电压吸收之后，电容积累的电荷将会越来越多，其两端电压也会越来越高，最后将会失去 吸收尖峰脉冲的作用。 值得注意的是，当电源开关管Q1关断时，由于变压器次级线圈整流滤波电路D2和C2 的接入，开关变压器初、次级线圈的等效分布电容Cs相对于滤波电容C2来说，其作用将变 得微不足道；此时，由于输出电压Uo通过变压器初、次级线圈的耦合和反射作用，使得变 压器初级线圈产生的反电动势电压 完全被钳制在一个与次级输出电压Uo成正比的数值上， 即： ，另外，由于开关管Q1两端的等效分布电容Cds并不是一个纯电容，而实际上是一个 阻抗由小到大，其阻抗变化过程类似于电容充电的可变电阻，它只吸收能量，而不会释放能 量。 当它两端的电压Uds高于电容C两端的电压之后，即，整流二极管D导通之后，分布电 容Cds 的作用就完全变成了一个分流电阻Rds。此时，流过电阻Rds 的电流越大，开关管的 损耗也越大，适当选择图7中电容C 的容量和电阻R 的阻值，可以减小流过电阻Rds （开关 管关断过程中的等效电阻）的电流，从而可以降低开关管的损耗。 换一句话说，RCD尖峰脉冲吸收电路对开关管进行过压保护，就是通过电容C和电阻R 对流过电源开关管（Rds）的电流进行分流来实现的；RCD尖峰脉冲吸收电路，不但可以降 低开关管漏极与源极两端的峰值电压，还可以降低开关管的损耗。 --