“隔离型反激式转换器电路设计:主要元器件的选型-cin和缓冲”、“隔离型反激式转换器的基础:反激式转换器的工作和缓冲”。
什么是缓冲电路 缓冲电路是抑制浪涌的电路。在本例中是为了抑制输入浪涌而设置在输入端,其实也可用于输出端。由于输入连接于变压器的一次侧,所以受变压器的漏电感影响,当mosfet从on变为off的瞬间,将产生较大的浪涌电压(尖峰噪声)。这种浪涌电压施加在mosfet的漏极-源极之间,因此如果产生的浪涌电压超过mosfet的耐压,可能会造成mosfet损坏。为了防止mosfet损坏,插入由rcd(电阻、电容、二极管)组成的缓冲电路以抑制浪涌电压。由于大多数情况下都会产生这种浪涌,因此建议在设计之初就设置缓冲电路。
缓冲电路:rsnubber1、csnubber1、及d13、d14、d15、d16
在本例中使用的缓冲电路,由电阻rsnubber1、电容csnubber1、以及二极管d13、d14、d15、d16组成,只要去掉d15和d16就是典型的rcd缓冲电路。首先来确定钳位电压和钳位纹波电压,并按r、c、d的顺序确定常数。
1)钳位电压(vclamp)、钳位纹波电压(vripple)
钳位电压需要根据mosfet的耐压考虑到余量来决定。余量取20%。
vclamp=1700v×0.8=1360v
钳位纹波电压(vripple)定为50v左右。
2)电阻rsnubber1
rsnubber1的选型需要满足以下条件。
这里设漏电感lleak=lp×10%=1750μh×10%=175μh,利用下列公式计算po=25w、vin(max)=900v时的ip和fsw。
根据上述计算:
fsw从161khz变为120khz的原因与以前介绍的一样,因为电源ic的最大开关频率为120khz。rsnubber1是比计算结果253kω小的值,因此定为200kω。
rsnubber1的损耗p_rsnubber1可利用以下公式进行计算。
考虑到余量,定为2w以上。最终rsnubber1采用2w、200kω的电阻。
3)csnubbe1
csnubber1的电容量通过下列公式计算。
由于容量要大于1607pf,所以选择2200pf。
施加于csnubber1的电压为从vclamp减去vin(max)后的电压,即1360v-900=460v,因此考虑到余量,csnubber1的耐压定为600v以上。最终选用2200pf、2kv、10%、x7r、1210封装的陶瓷电容。
4)d13、d14
4个二极管中,d13和d14使用快速恢复二极管。耐压选择mosfet的vds(max)=1700v以上的电压。此次串联使用2个通用的uf4007(1000v、1a)。
由于浪涌电压不仅受变压器的漏电感影响,还受pcb板薄膜布线的寄生分量影响,因此需要在组装于实际pcb板中的状态下确认vds,并根据实际的电压调整缓冲电路。
5)d15、d16
这些二极管是tvs(瞬态电压抑制)二极管,是浪涌吸收元件。当需要获得更优异的保护性能时,可添加tvs来吸收瞬态尖峰噪声。通过确认mosfet开关时的波形来决定是否使用。施加于这部分的计算值电压与施加于csnubber1的电压相同,均为460v,因此串联使用2个钳位电压274v的1.5ke200a二极管,来吸收超出的瞬态电压。
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