尖峰吸收线路

      上一篇文章提到了RCD尖峰吸收电路,有留言说能将尖峰吸收电路展开详细说一下;那这一章我们就将尖峰吸收电路的类型和使用场合进行详细分析一下。

      尖峰电压吸收电路是开关电源的一种辅助电路,尤其是在反激式开关电源中,那是必不可少的。因为在开关电源中,当开关电源的功率MOS管由导通变成截止瞬间,变压器的一次绕组上就会产生尖峰电压和感应电压叠加的电压;其中的尖峰电压是由于高频变压器存在漏感而形成的,这种情况在反激式开关电源中最为明显,当开关管状态变化瞬间,直流输入电压Ui和感应电压Uor叠加后施加到MOS管的漏极,由于电压峰值很高,所以很容易损坏开关电源的功率MOS管。所以我们必须在反激式开关电源中增加漏极或集电极保护电路,对尖峰电压进行钳位或者吸收;所以尖峰电压吸收电路也叫漏极或集电极保护电路。

      我们比较常用的尖峰电压吸收电路有三种设计方案,如下图所示:

      如上图所示;第一种是利用齐纳二极管和超快恢复二极管组成的齐纳钳位电路,这类型电路我们上一篇文章里正好有使用上,如果有兴趣的朋友可以参考一下;第二种是利用阻容元件和超快恢复二极管组成的RCD软钳位电路,这类型电路在我们的反激式开关电源中使用频率最高;第三种是由阻容元件构成RC缓冲吸收电路,这一类电路比较常用于响应速度要求不是太高的开关电源中;对于这三种类型的吸收电路我们可以将其并联到高频变压器的一次绕组上,也可以连接在功率MOS管的漏极与地线之间。

      虽然这三种吸收电路都对尖峰电压有作用,但是第三种的缓冲吸收电路和前两种的钳位电路的消波原理却不太相同;如果我们使用错误的话,就会对开关电源的功率开关管造成较大的损害;第三种的缓冲电路原理是降低尖峰电压幅度和减小电压波形的变化率,从而让功率管工作在安全工作区,而且缓冲电路还能降低射频干扰辐射的频谱,从而减少射频辐射的能量;钳位电路专门对漏极电压进行钳位,可以限制尖峰电压的峰值,但对波形的频率没有任何影响。缓冲电路不但可以限制尖峰电压的峰值,还降低了尖峰电压的频率。

      实际应用时,钳位电路中的齐纳二极管我们可用瞬态电压抑制器TVS代替,这样能充分发挥抑制器的响应速度极快、可承受瞬态高能量脉冲的优点;如果开关电源的输出功率较大,我们还可以将钳位电路和缓冲吸收电路进行结合使用,这个时候我们通常将钳位电路并联到高频变压器的一次绕组上,将缓冲吸收电路连接在功率MOS的漏极与地线之间。

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