信號隔離器中單端反激RCD吸收電路調試經驗淺談 發布時間:2019-12-16 閱讀人數:
信號隔離器中使用了隔離電源,采用了單端反擊結構,其使用了RCD吸收電路用來減少沖擊,降低EMI,提高產品的EMC特性和品質。下面對信號隔離器單端反激RCD吸收電路做一個淺談。
單端反激拓撲結構是電源中使用最為廣泛的結構,尤其是在中小功率電源中,單端反激電源占有絕對支配地位。在單端反激電源中,通產加有RCD漏感能量吸收電路(RCD吸收電路)。RCD吸收電路起到的作用:1,可以減少漏感在主開關上(如MOS管)形成的電壓尖峰,保護主開關管,2,可以有效減少EMI干擾。對于1,只要開關管上的耐壓夠了,且有足夠的余量就行; 對于2,看設計需要了。 RCD吸收電路的計算和調試相比于單端反激變壓器的計算和調試要簡單不少。
RCD吸收電路通常有兩種結構,如圖1和圖2所示,其中以第一種地電路結構使用最為廣泛,結合自己調試單端反激RCD吸收電路的親身經歷,筆者從第一種RCD吸收電路結構出發,重點說明RCD電路參數的選擇對電路的暫態響應的影響,希望能給初學單端反激和RCD吸收的朋友一些啟示。
1.RCD電容C偏大
電容端電壓上升很慢,因此導致mos 管電壓上升較慢,導致mos管關斷至次級導通的間隔時間過長,變壓器能量傳遞過程較慢,相當一部分初級勵磁電感能量消耗在RC電路上 。
2.RCD電容C特別大(導致電壓無法上升至次級反射電壓)
電容電壓很小,電壓峰值小于次級的反射電壓,因此次級不能導通,導致初級能量全部消耗在RCD電路中的電阻上,因此次級電壓下降后達成新的平衡,理論計算無效了,輸出電壓降低。
3.RCD電阻電容乘積R×C偏小
電壓上沖后,電容上儲存的能量很小,因此電壓很快下降至次級反射電壓,電阻將消耗初級勵磁電感能量,直至mos管開通后,電阻才緩慢釋放電容能量,由于RC較小,因此可能出現震蕩,就像沒有加RCD電路一樣。
4,RCD電阻電容乘積R×C合理,C偏小
如果參數選擇合理,mos管開通前,電容上的電壓接近次級反射電壓,此時電容能量泄放完畢,缺點是此時電壓尖峰比較高,電容和mos管應力都很大
5.RCD電阻電容乘積R×C合理,R,C都合適
在上面的情況下,加大電容,可以降低電壓峰值,調節電阻后,使mos管開通之前,電容始終在釋放能量,與上面的最大不同,還是在于讓電容始終存有一定的能量。
在第二種RCD吸收電路中,D與R并聯再與C串聯,C的一端鏈接MOS管的漏極,R和D的一端連接外部輸入電源正端。二極管D的作用是加速吸收,當MOS管關斷的時候,尖峰能量被C通過D吸收,而不通過R阻尼,這樣的話,相當于減小了時間常數,吸收速度可以更快,從而有效限制脈沖尖峰的幅值,當然,這個D也可以不要,而當MOS管導通時,C通過MOS管以及R放電。
第一種RCD吸收電路拓撲結構和第二種RCD吸收電路結構的共同點:目的相同,都是限制尖峰脈沖,進而保護主開關管以及蓋上點路的EMC性能。思路略有不同,第一種拓撲結構R的取值不能太小,因為R是死負載,始終消耗能量,R并不直接影響脈沖幅度(僅僅C的大小直接影響尖峰的幅值);第二種結構,R的取值不能大,應該比較小,如果R取值偏大,RC時間常數變大,脈沖上升和下降沿會變得緩慢,雖然有效限制了脈沖尖峰,但是電源效率將會降低不少。