反激式電源的開關(guān)過程分析.
我看到有個(gè)帖子在討論此問題,所以需詳細(xì)寫一下.我看到有個(gè)帖子在討論此問題,所以需詳細(xì)寫一下.很多人對(duì)反激電源開關(guān)轉(zhuǎn)換期間的過程不清楚,以至于產(chǎn)生電流突變等想法.我來詳細(xì)解釋一下:
MOS關(guān)斷后,初級(jí)電流給MOS輸出電容和變壓器雜散電容充電(實(shí)際雜散電容放電,為簡(jiǎn)單,我們統(tǒng)一說充電),然后DS端電壓諧振上升,由于電流很大,諧振電路Q值很小,所以基本上是線形上升,當(dāng)DS端電壓上升到在次級(jí)的電壓達(dá)到輸出電壓加整流管的電壓后,本應(yīng)該次級(jí)就導(dǎo)通,但由于次極漏感的影響,電壓還會(huì)上升一些來克服次級(jí)漏感的影響,這樣反映到初級(jí)的電壓也略高于正常反射電壓,在這樣條件下,次級(jí)電流開始上升,初級(jí)電流開始下降,但不要忘記初級(jí)的漏感,它由于不能偶合,所以它的能量要釋放,這時(shí)是漏感和MOS輸出電容,變壓器雜散電容諧振,電壓沖高,形成幾個(gè)震蕩,能量在嵌位電路消耗掉,這里要注意一點(diǎn),漏感的電流始終是和初級(jí)電流串聯(lián)的,所以漏感電流的下降過程就是次級(jí)電流的上升過程,而漏感電流的下降過程是由嵌位電路電容上的電壓和反射電壓的差來決定的,此差越大,下降越快,轉(zhuǎn)換過程越快,明顯效率會(huì)提高,轉(zhuǎn)換的過程是電壓電流疊加的過程.
用RC做吸收時(shí),由于穩(wěn)態(tài)時(shí)C上的電壓和反射電壓差別不是太大,所以轉(zhuǎn)換過程慢,效率低,用TVS做吸收時(shí),其允許電壓和反射電壓差很多,所以轉(zhuǎn)換快,效率高,當(dāng)然RC耗電是另一個(gè)方面.

ccm,您好!
我曾經(jīng)在21ic上請(qǐng)教過您一些問題,對(duì)于mos的關(guān)斷,通過您上序的分析,已經(jīng)很透徹了,其他拓?fù)鋺?yīng)是同樣的原理,比如正激,在mos關(guān)斷后,副邊折射電流與激磁電流對(duì)coss充電,電壓上升到vin后,按理折射電流應(yīng)變?yōu)榱?但正由于漏感的影響,使電流并不太圖變只剩下激磁電流,正是這個(gè)原因,導(dǎo)致電流與電壓重疊時(shí)間過長(zhǎng),mos端并電容也沒有明顯效果,所以只能減少漏感來減小關(guān)端重疊時(shí)間,實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)端,我要問的是激磁電感與漏感在一個(gè)什么樣的比列下才算正常呢,我目前變壓器激磁電感20uh,漏感為2uh,我總懷疑漏感太大,您說有無道理呢?

我詳細(xì)的看了你的帖子,基本同意你的分析.
1、“當(dāng)DS端電壓上升到在次級(jí)的電壓達(dá)到輸出電壓加整流管的電壓后,本應(yīng)該次級(jí)就導(dǎo)通”,這種等效方式,能不能具體介紹(包括介紹些文獻(xiàn),這個(gè)對(duì)理解變壓器的能量傳輸意義重大).根據(jù)這段文章是不是可以得出這樣的結(jié)論:反擊式變換器初次極電壓差越大,轉(zhuǎn)換就越快,效率就越高?
2、“漏感電流的下降過程就是次級(jí)電流的上升過程”,完全正確,而且漏感電流和次極電流都是在維持磁場(chǎng)的能量(楞次定律).由此可知:漏感電流存在的時(shí)間越短量值越小(漏感越小),則次極電流建立的時(shí)間也越短量值越大,越有利于能量的傳輸,也有助于效率的提升.所以,減小漏感的目的在此!

基本同意說明有些不認(rèn)同,說出來共同分析一下.
你的1得出的結(jié)論是不對(duì)的,和我的原意不符.可能我的語文表達(dá)差一些.我的意思是初級(jí)電壓上升,次級(jí)也跟著生,當(dāng)次級(jí)的電壓達(dá)到次級(jí)輸出電壓加整流管的壓降后,次極整流管應(yīng)該導(dǎo)通.

為什么漏感電流和次極電流都是在維持磁場(chǎng)?
次極電流輸出不是磁能變?yōu)殡娔艿倪^程嗎,怎么叫維持磁場(chǎng)?根據(jù)B-H曲線,B不是在減小嗎?

是這樣的
1、你用安培環(huán)路定律做個(gè)積分看看.
2、反激變壓器的電流是從異名端流出去的,你用右手螺旋定責(zé)看看是不是和先前的磁場(chǎng)方向一致.

我問的不是這個(gè)意思
根據(jù)磁勢(shì)連續(xù)就可以知道.我的意思是次級(jí)電流來源于磁能,通俗地說就是把磁能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?怎么是維持磁場(chǎng)呢?

舉個(gè)極端例子
如果次級(jí)開路,則磁能一下就釋放了.但如過次級(jí)有負(fù)載,那么磁能是細(xì)水長(zhǎng)流的釋放.所以我稱之為“維持”.

CCM,你好啊
漏感對(duì)電源的影響應(yīng)是多個(gè)方面的,一般分析理想狀態(tài),都忽約了漏感值,那實(shí)際應(yīng)用中,激磁與漏感比列應(yīng)再一個(gè)怎樣的合理范圍呢?比如我的激磁為20UH,漏感為1.5UH,是否太大?

一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值.
順序繞法(先初級(jí),后次級(jí))一般漏感為電感量的5%左右.三明治繞法,一般在3%以下,用屏蔽好的磁心和繞線順序可達(dá)1%以下.

問個(gè)弱智問題.
RCD吸收回路,如果電容很大,但RC時(shí)間常數(shù)還是開關(guān)周期的1/10到1/5.那損耗就會(huì)很大.會(huì)不會(huì)RC回路不隻吸收漏感能量,還消耗了一部份初級(jí)電感蓄積的能量.也就是說,當(dāng)MOSFET關(guān)斷後,變壓器初級(jí)電感蓄能大部分通過次級(jí)釋放,還有一部分被RC回路吸收.加上電容上的直流電壓(n*(Vo+Vd))在電阻上的損耗會(huì)很大.

你這個(gè)問題問的很好.
首先加在電容上的直流電壓不是(n*(Vo+Vd)),如果是這個(gè)電壓,則電源的轉(zhuǎn)換時(shí)間將非常長(zhǎng).一定會(huì)比這個(gè)電壓高.
其次,RCD吸收回路吸收的能量恰恰向你說的,是由兩部分組成,一部分是漏感的能量,還有一部分是初級(jí)電感儲(chǔ)能.這后一部分是很多人不會(huì)想到的.

什么叫初級(jí)電感儲(chǔ)能?
能量難道分初級(jí)和次級(jí)儲(chǔ)存嗎?

對(duì)不起,我理解錯(cuò)了!能幫幫忙解決下面的問題嗎?
之所以理解錯(cuò)了和“基本同意”,是因?yàn)橛行┑胤經(jīng)]搞懂.
1、不清楚“雜散電容放電”
2、“漏感電流的下降過程是由嵌位電路電容上的電壓和反射電壓的差來決定的”,嵌位電路電容上的電壓不是由反射電壓決定的嗎?(當(dāng)然和R的放電也有關(guān)).
3、假如正激式電源輸出不要儲(chǔ)能電感,會(huì)怎樣?(如有必要,我可以按我的疑惑畫個(gè)原理圖,貼在這兒)
4、能不能詳細(xì)說說RCD吸收回路吸收初級(jí)電感儲(chǔ)能的情況,能不能避免?
5、請(qǐng)回復(fù)一下SOMETIMES的“faraday screen and safety screen ”中的疑問好嗎?

我不能一一回復(fù)你.
第5個(gè)已經(jīng)做了回答.但你這么多問題,并且很多是很基本的,所以你最好去看書,或讓其他人來回答一下.

不錯(cuò)!是很基本
但其中的第三個(gè)問題,會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的功耗,您不認(rèn)為與反激式開關(guān)電源的工作方式有關(guān)嗎?希望高手釋惑!

我再解釋一下,你看是不是這樣
1、與其說“雜散電容放電” ,不如雜散電容反向充電來得準(zhǔn)確.
2、“漏感電流的下降過程是由嵌位電路電容上的電壓和反射電壓的差來決定的”,無論怎樣,漏感電流的下降過程是非常劇烈的,故而激起的自感電壓是遠(yuǎn)高于副邊反射電壓(MOSFET關(guān)斷的尖峰應(yīng)是因此而起),關(guān)斷時(shí)刻RCD上的電壓應(yīng)由自感電壓決定,而和反射電壓無關(guān).
3、這個(gè)問題單列出去算了.
4、RCD吸收回路吸收初級(jí)電感儲(chǔ)能是因?yàn)榕c反射電壓串聯(lián),反激過程始終存在.用TVS,選擇合適的工作電壓可避免之.

對(duì)于第二點(diǎn)
是由電磁定律決定的:u=l di/dt;其中l(wèi)是原邊漏感,其電流的變化必然感應(yīng)出一相應(yīng)電壓,此電壓值由外部電路決定,由公式可知,感應(yīng)電壓越高,電流變化越快,開關(guān)管上的電壓電流交叉時(shí)間越短,關(guān)斷損耗越小.(因漏感與原邊勵(lì)磁電感串聯(lián),故原邊漏感廚師電流等于開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的電流值.)
其實(shí)這些,cmg已說過了

我來說說
1.怎么說都沒有關(guān)系,關(guān)鍵是理解這個(gè)過程,MOS導(dǎo)通時(shí)雜散電容電壓是上正下負(fù),轉(zhuǎn)換過程結(jié)束后是下正上負(fù).
2用RCD吸收,漏感電流下降激起的電壓一般不會(huì)高于副邊反射電壓.C上的電壓是反射電壓和漏感電壓的和,當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí),C上的電壓和反射電壓的差決定了漏感的電流下降速度,差U=Llou*dI/dT.當(dāng)然C上的電壓也包括漏感引起的一個(gè)尖峰,C越大時(shí)此尖峰也越小.用TVS時(shí)因?yàn)闆]有C,此尖峰就是TVS的穩(wěn)壓值.
4.這個(gè)問題實(shí)際上已說過,RCD的能量有兩部分,漏感能量和一點(diǎn)勵(lì)磁能量,原因很簡(jiǎn)單:我們?cè)O(shè)想變壓器沒有漏感,MOS關(guān)斷時(shí)反射電壓還是加在R上,當(dāng)然要耗能.
不知是否滿意?

老郭同志這么有時(shí)間呀?
確實(shí)佩服!值得學(xué)習(xí)!

Who are you?
Please give me a call

我是你的朋友呀!
怎么這么快就忘記了!
我是qi xingbo!

是小亓.
最近比較煩,應(yīng)朋友之邀來湊湊熱鬧.

RC吸收電路的設(shè)計(jì).
開關(guān)管和輸出整流管的震鈴是每個(gè)電源設(shè)計(jì)工程師最討厭的事情.過度的震鈴引起的過壓可能使器件損壞,引起高頻EMI問題,或者環(huán)路不穩(wěn),解決的辦法通常是加一個(gè)RC吸收電路.但很多人不知該如何選取RC的值.
  首先在不加吸收電路輕載下用示波器測(cè)量震鈴的頻率,但注意用低電容的探頭,因?yàn)樘筋^的電容會(huì)引起震鈴頻率的改變,使設(shè)計(jì)結(jié)果不準(zhǔn).
  其次,在測(cè)量震鈴頻率時(shí)盡可能在工作的最高電壓下,因?yàn)檎鹆愕念l率會(huì)隨電壓升高而變化,這主要是MOS或二極管的輸出電容會(huì)隨電壓而變化.
  震零產(chǎn)生的原因是等效RLC電路的震蕩,對(duì)于一個(gè)低損的電路,這種震蕩可能持續(xù)幾個(gè)周期.要阻尼此震蕩,我們要先知道此震蕩的一個(gè)參數(shù),對(duì)MOS,漏感是引起震蕩的主要電感,此值可以測(cè)出,對(duì)二極管,電容是主要因素,可以有手冊(cè)查出.計(jì)算其阻抗:知道L,則Z=2*3.14*f*L;知道C,Z=1/(2*3.14*f*C).先試選R=Z,通常足可以控制震鈴.
但損耗可能很高,這時(shí)需要串聯(lián)一個(gè)電容來減小阻尼電路的功率損耗.可如此計(jì)算C值:C=1/(3.14*f*R).增加C值損耗就增加,但阻尼作用加強(qiáng),減小C值當(dāng)然是相反的作用.
電阻的損耗P=C*(V*V)Fs.當(dāng)然在某些電路形式里面損耗可能是0.5P. 實(shí)際中,可依計(jì)算的值為基礎(chǔ),根據(jù)實(shí)驗(yàn)做一些調(diào)整.

為什么事情煩?
開心最好!

不能片面理解
對(duì)你的第一個(gè)問題結(jié)論并不正確,根據(jù)變壓器線圈的比例關(guān)系,可以確定變壓器初次級(jí)的電壓,一般正向道通時(shí)次級(jí)反壓由初級(jí)電壓和線圈比例關(guān)系相乘決定,而關(guān)斷時(shí)邊壓器儲(chǔ)能相當(dāng)于電源向次級(jí)供電,這時(shí)的電壓由次級(jí)決定,在而實(shí)際能量變換是變壓壓起要求輸出一定的功率,相當(dāng)于變壓器輸出一定的功率,由負(fù)載電阻決定輸出電壓,而這個(gè)電壓再根據(jù)變壓器線圈比例反饋到初級(jí).所以初級(jí)和次級(jí)的電壓關(guān)系主要由線圈的匝數(shù)比例決定的,在相同的電路下如剛上電時(shí),次級(jí)電壓很底,這時(shí)初級(jí)開關(guān)的損耗是會(huì)減小,但要知道減少的只是初級(jí)MOS管的開關(guān)損耗(包括漏感).另外輸出電壓很底,整流管的損耗比例相對(duì)會(huì)成主要的損耗,所以實(shí)際電路聯(lián)系很多,很多電路都是矛盾的,好的設(shè)計(jì)就是要找到最佳點(diǎn)

老哥哥,您分析的爽!
我拜您為師如何?

老頑童
1、次級(jí)的匝數(shù)是根據(jù)負(fù)載的功率來定,還是根據(jù)負(fù)載的電壓來定?
2、如果輸出采用同步整流,那么我第一個(gè)結(jié)論是不是就對(duì)了?

由于電流很大,諧振電路Q值很小?不太明白,
Q=1/R*根號(hào)(L/C),是不是很大啊?

You are right.
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