跟电源专家陶显芳学电源技术(完)：RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例.pdf

电子发烧友网讯：这篇文章是国内知名电源技术专家陶显芳老师在国庆期间的研究成果， 里面涉及到一些工程师非常关心的技术问题和相关电源问题和解决办法，这章是《跟电源专 家陶显芳学电源技术》的最后一期：RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例。前面几期可以在 我们网站看到。谢谢大家支持。 跟电源专家陶显芳学电源技术（一）：漏感与分布电容对输出波形的影响（上） 跟电源专家陶显芳学电源技术（二）：漏感与分布电容对输出波形的影响（下） 跟电源专家陶显芳学电源技术（三）：漏感与分布电容数学分析 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 跟电源专家陶显芳学电源技术（五）：电源开关管保护电路参数的计算 1、开关变压器初级线圈漏感Ls 的计算 反激式开关变压器的漏感一般都比较大，漏感与初级线圈电感之比，大多数都在2～5% 之间。漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构，以及气隙大小等 参数有关，还与磁通密度取值的大小有关，因为磁通密度取得越大，导磁率就会越小，漏感 相对也要增大。漏感小于2%或大于15%的开关变压器，其结构一般都比较特殊。 开关变压器初级线圈电感量的大小，主要与开关电源的工作频率有关，还与工作电压和 输出功率的大小有关。一般输出功率越大，工作频率就越低，电感量相应也要增大；而工作 电压越高，电感量也越大。开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls 的大小可以用仪表直接 测量，一般工作频率为30～50kHz，工作电压为AC110V~220V 的开关变压器，其初级线圈的 电感量大约为：300～1000微亨，漏感大约为：10～100微亨；计算时，可按3～6%的比例 来取值进行估算。例如：L=1000uH，则可取 Ls = 30～60uH。 -- 2、尖峰脉冲吸收电容器容量的计算 要计算尖峰脉冲吸收电容器容量，首先要计算流过变压器初级线圈电流的最大值。计算 流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。电流Im可 根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。根据（26）式，当输出功率一定时，输入电压在 一定的范围内，流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo基本是稳定的；变压器初、 次级线圈反激输出电压的半波平均值也基本是稳定的，与输入电压的大小无关，但对应不同 的输入电压必须对应不同的占空比，参看（41）、（42）式。 当流过开关变压器初级线圈的最大电流确定之后，尖峰脉冲吸收电容器容量以及电容充 电时电压增量的数值就可以按（33）～（36）式进行计算。 大多数反激式开关电源的最大输出功率都在100W以下，因为用于反激式开关电源功率 损耗大于 10W的电源开关管种类很少，如需要较大的输出功率，一般都选用半桥式或全桥式 双激式开关电源。 当考虑电阻R对电容器C充电的分流作用，以及开关管由导通到完全关断期间，漏极电 流对电容器C充电的分流作用时，根据（36）式，假设分流系数r = 0.5 ，则（52）式还 可改写为： 上 （52）和 （53）式的计算结果，可作为对RCD尖峰脉冲吸收电路进行试验时，选择 电容器容量的上限和下限，最终结果需要通过电路试验来决定。 试验时，以输入电压和输出功率的最大值为条件，然后，由大到小，选择不同容量的 电容器做试验，用示波器观测电源开关管D-S两端的电压，直到Uds与最高耐压BVm两者之 差能满足余量要求时，为最佳结果。 这里顺便说明一下，为什么 （53）式中的分流系数取值为0.5，而不是其它数值。因为， 分流系数r 的取值范围是0～1，它是一个动态系数，它的大小，除了与输入电压和输出功 率和RCD 电路中电容、电阻的大小有关外，还与开关管的关断时间，以及电流大小有关系。 -- 3、尖峰脉冲吸收电阻阻值的计算 纹波电压 的大小与释放电阻R 的大小还有关。一旦电容器的容量确定之后，释放电阻 R 的大小就可以根据（45）～（49）来计算。根据（38）式，电容器两端最高电压为： 根据（46）式，电容器两端最低电压为： 把（54）和（55）式的结果代入（49）式，即可求出RC 的值： 即：计算结果为：C = 4395P ； R = 4096 欧姆。 试验结果表明，（53）和 （59）式的计算结果是合理的。当开关变压器初级线圈的漏感 为5%时，其反激输出电压的平均功率也为5% （Pa=2.5W）；由于电容器C两端电压的半波 平均值为 108V，由此可求得电阻R （4096 欧姆）损耗的功率为2.8