开关电源设计之MOS管反峰及RCD吸收回路.docx

开关电源设计之 MOS 管反峰及 RCD 吸收回路 技术分类： 电源技术电源网 对于一位开关电源工程师来说，在一对或多对相互对立的条件面前做出选择，那是常有的事。而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。（即要限制主 MOS 管最大反峰， 又要 RCD 吸收回路功耗最小） 在讨论前我们先做几个假设： ① 开关电源的工作频率范围:20~200KHZ； ② RCD 中的二极管正向导通时间很短（一般为几十纳秒）； ③ 在调整 RCD 回路前主变压器和 MOS 管，输出线路的参数已经完全确定。 有了以上几个假设我们就可以先进行计算： 一﹑首先对 MOS 管的 VD 进行分段： ⅰ， 输 入 的 直 流 电 压 VDC； ⅱ，次级反射初级的 VOR； ⅲ，主 MOS 管 VD 余量VDS； ⅳ，RCD 吸收有效电压 VRCD1。 二﹑对于以上主 MOS 管 VD 的几部分进行计算： ⅰ，输入的直流电压 VDC。 在计算 VDC 时，是依最高输入电压值为准。如宽电压应选择 AC265V，即DC375V。 VDC＝VAC *√2 ⅱ，次级反射初级的 VOR。 VOR 是依在次级输出最高电压,整流二极管压降最大时计算的，如输出电压为：5.0V±5%（依 Vo =5.25V 计算），二极管 VF 为 0.525V（此值是在 1N5822 的资料中查找额定电流下VF 值）． VOR＝(VF Vo)*Np/Ns ⅲ，主 MOS 管 VD 的余量VDS． VDS 是依 MOS 管 VD 的 10%为最小值．如 KA05H0165R 的 VD=650 应选择DC65V． VDC＝VD* 10% ⅳ，RCD 吸收 VRCD． MOS 管的 VD 减去ⅰ，ⅲ三项就剩下 VRCD 的最大值。实际选取的 VRCD 应为最大值的 90%（这里主要是考虑到开关电源各个元件的分散性，温度漂移和时间飘移等因素得影响）。 VRCD＝(VD-VDC -VDS)*90% 注意：① VRCD 是计算出理论值，再通过实验进行调整， 使得实际值与理论值相吻合． ② VRCD 必须大于 VOR 的 1.3 倍．（如果小于 1.3 倍，则主 MOS 管的 VD 值选择就太低了） ③ MOS 管VD 应当小于 VDC 的 2 倍．（如果大于 2 倍，则主 MOS 管的 VD 值就过大了） ④ 如果 VRCD 的实测值小于 VOR 的 1.2 倍，那么 RCD 吸收回路就影响电源效率。 ⑤ VRCD 是由 VRCD1 和 VOR 组成的ⅴ，RC 时间常数τ 确定． τ 是依开关电源工作频率而定的，一般选择 10~20 个开关电源周期。 三﹑试验调整 VRCD 值 首先假设一个 RC 参数，R=100K/RJ15, C=10nF/1KV。再上市电，应遵循先低压后高压，再由轻载到重载的原则。在试验时应当严密注视 RC 元件上的电压值，务必使 VRCD 小于计算值。如发现到达计算值，就应当立即断电，待将 R 值减小后， 重复以上试验。（RC 元件上的电压值是用示波器观察的，示波器的地接到输入电解电容“＋”极的 RC 一点上，测试点接 到 RC 另一点上）。一个合适的 RC 值应当在最高输入电压，最重的电源负载下，VRCD 的试验值等于理论计算值。 四﹑试验中值得注意的现象 输入电网电压越低 VRCD 就越高，负载越重 VRCD 也越高。那么在最低输入电压，重负载时 VRCD 的试验值如果大于以上理论计算的 VRCD 值，是否和（三）的内容相矛盾哪？一点都不矛盾，理论值是在最高输入电压时的计算结果，而现在是低输入电压。重负载是指开关电源可能达到的最大负载。主要是通过试验测得开关电源的极限功率。 五﹑RCD 吸收电路中 R 值的功率选择 R 的功率选择是依实测 VRCD 的最大值，计算而得。实际选择的功率应大于计算功率的两倍。 编后语：RCD 吸收电路中的 R 值如果过小，就会降低开关电源的效率。然而，如果R 值如果过大，MOS 管就存在着被击穿的危险。