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底子拓扑电路上一般没有吸收缓冲电路,实践电路上一般有吸收缓冲电路,吸收与缓冲是工程需求,不是拓扑需求。
也就是说,防止器材损坏仅仅吸收与缓冲的成效之一,其他成效也是很有价值的。
将开关管Q1、拓扑续流二极管D1和一个无损的拓扑电容C2组成一个在布线上尽或许简略的吸收回路。
开关器材的体二极管的反向康复特性,在关断电压的上升沿发挥作用,有下降电压尖峰的吸收效应。
RC吸收并联于谐振回路上,C供给谐振能量通道,C 的巨细决议吸收程度,终究意图是使R构成功率吸收。
对应一个特定的吸收环境和一个特定巨细的电容C,有一个最合适巨细的电阻R,构成最大的阻尼、取得最低的电压尖峰。
RC吸收是无方向吸收,因而RC吸收既可以用于单向电路的吸收,也可用于双向或许对称电路的吸收。
RC吸收的规划方法的难点在于:吸收与太多要素有关,比方漏感、绕组结构、散布电感电容、器材等效电感电容、电流、电压、功率等级、di/dt、dv/dt、频率、二极管反向康复特性等等。并且其间某些要素是很难取得精确的规划参数的。
比方对二极管反压的吸收,即便其他状况彻底相同,运用不同的二极管类型需求的RC吸收参数就或许有很大距离。很难推导出一个通用的核算公式出来。
工程上一般应该在通过核算或许仿真取得开端参数后,还必须依据实践布线在板调试,才干取得终究规划参数。
RCD吸收不是阻尼吸收,而是靠非线性开关D 直接损坏构成电压尖峰的谐振条件,把电压尖峰操控在任何需求的水平。
C 的巨细决议吸收作用(电压尖峰),一起决议了吸收功率(即R的热功率)。
R 的作用仅仅把吸收能量以热的方法消耗掉。其电阻的最小值应该满意开关管的电流约束,最大值应该满意PWM逆程RC放电周期需求,在此规模内取值对吸收作用影响甚微。
RCD吸收会在被维护的开关器材上完成某种程度的软关断,这是因为关断瞬间开关器材上的电压即吸收电容C上的电压等于0,关断动作会在C 上构成一个充电进程,推迟电压康复,下降dv/dt,完成软关断。
虽然RCD钳位与RCD吸收电路可以彻底相同,但元件参数和工况彻底不同。RCD吸收RC时刻常数远小于PWM周期,而RCD钳位的RC时刻常数远大于PWM周期。
与RCD吸收电容的全充全放工况不同,RCD钳位的电容可以看成是电压源,其RC充放电起伏的谷值应不小于拓扑反射电压,峰值即钳位电压。
因为RCD钳位在PWM电压的上升沿和下降沿都不会动作,只在电压尖峰出现时动作,因而RCD钳位是高功率的吸收。
无损吸收是强力吸收,不只可以吸收电压尖峰,乃至可以吸收拓扑反射电压,比方:
在一个冲击电流的上升沿,开端出现较大的阻抗,跟着电流的升高逐步进入饱满,然后推迟和削弱了冲击电流尖峰,即完成软注册。
在电流到达必定程度后,饱满电感因为饱满而出现很低的阻抗,这有利于高功率地传输功率。
在电流关断时,电感逐步退出饱满状况,一方面,因为之前的饱满状况的饱满电感量十分小,即储能和需求的释能较小。另一方面,退出时电感量的康复可以减缓电压的上升速度,有利于完成软关断。
以Ls2为例,5u表明磁路截面积5mm2,大致适当于1颗PC40原料4*4*2的小磁芯。
饱满电感是功率器材,通过进入和退出饱满进程的磁滞损耗(而不是涡流损耗或许铜损)吸收电流尖峰能量,首要热功率来自于磁芯。
这一方面要求磁芯应该是高频资料,另一方面要求磁芯温度在任何状况下不得超越居里温度。这意味着饱满电感的磁芯应该具有最有利的散热特性和结构,即:更高的居里温度、更高的导热系数、更大的散热面积、更短的热传导途径。
在其他条件相同状况下,较低导磁率的磁芯合作较多匝数、与较高导磁率的磁芯合作较少匝数的饱满电感初始电感适当,缓冲作用大致适当。
这意味着直接选用1 匝的穿心电感总是或许的,因为任何多匝的电感总可以找到更高导磁率的磁芯合作1 匝等效之。这还意味着磁芯最高导磁率受到约束,假如一个合适的磁芯合作1 匝的饱满电感,将没有运用更高导磁率的磁芯合作更少匝数的或许。
在其他条件相同状况下,相同体积的磁芯的饱满电感缓冲作用大致适当。既然如此,磁芯可以依照最有利于散热的磁路进行规划。比方细长的管状磁芯比环状磁芯、多个小磁芯比会集一个大磁芯、穿心电感比多匝电感显着具有更大的散热表面积。
有时候,单一原料的磁芯并不能到达工程上需求的缓冲作用,选用多种原料的磁芯相互合作或许才干可以满意工程需求。
假如缓冲电感自身是无损的(非饱满电感),而其电感储能又是通过无损吸收的方法处理的,即构成无源无损缓冲吸收电路,实践上这也是无源软开关电路。
无损吸收电路的存在推迟和下降了关断电压的dv/dt,完成了必定程度的软关断。
完成无源软开关的条件与无损吸收大致相同。并不是一切拓扑都可以搭建出一个无源软开关电路。因而除了经典的电路外,很多无源软开关电路都是被专利的抢手。
无源无损软开关电路功率显着高于其他缓冲吸收方法,与有源软开关电路功率相差无几。因而只需可以完成无源软开关的电路,可不用选用有源软开关。
电路中的电解电容一般具有较大的ESR(典型值是百毫欧姆数量级),这引起两方面问题:一是滤波作用大打折扣;二是纹波电流在ESR上发生较大损耗,这不只下降功率,并且因为电解电容发热直接导致的可靠性和寿数问题。
一般方法是在电解电容上并联高频无损电容,而事实上,这一方法并不能使上述问题取得底子的改动,这是因为高频无损电容在开关电源常用频率规模内依然存在较大的阻抗的原因。
提出的方法是:用电感将电解和CBB分隔,CBB坐落高频纹波电流侧,电解坐落直流(工频)侧,各自承当对应的滤波使命。
规划准则:Π形滤波网络的谐振频率Fn应该错开PWM频率Fp。可取Fp=(1.5~2)Fn 。
这一规划思维可以延伸到直流母线滤波的双向缓冲,或许其他有较大滤波应力的电路结构。
振铃多半是由结电容和某个等效电感的谐振发生的。关于一个特定频率的振铃,总可以找到原因。电容和电感可以确认一个频率,而频率可以调查取得。电容多半是某个器材的结电容,电感则或许是漏感。
振铃最简单在无损(无电阻的)回路发生。比方:副边二极管结电容与副边漏感的谐振、杂散电感与器材结电容的谐振、吸收回路电感与器材结电容的谐振等等。
磁珠吸收,只需磁珠在振铃频率表现为电阻,即可大起伏吸收振铃能量,可是不恰当的磁珠也或许添加振铃。
RC 吸收,其间C可与振铃(结)电容大致适当,R 按RC吸收准则选取。
改动谐振频率,比方:只需将振铃频率下降到PWM频率附近,即可消除PWM上的振铃。
特别地,输入输出滤波回路规划不妥也或许发生谐振,也需求调整谐振频率或许其他办法予以躲避。
只需将吸收电路的正程和逆程回路分隔,构成相对0 电位的正负电流通道,就可以取得正负电压输出。其规划关键为:
RCD吸收电路参数应首要满意主电路吸收需求,不主张选用添加吸收功率的方法添加直流输出功率。输出电流由L1、R1操控。逆程回路的阻抗相同应满意吸收回路逆程时刻的需求,调整L1、R1的巨细可操控输出功率巨细,当R1削减到0 时,该电路到达最大或许输出电流和最大输出功率。
下图为12V1KW副边全波整流原3.5WRC 吸收能量用RCD钳位吸收收回为3W24V电扇电源的电路。RCD钳位吸收收回电路输出电压与钳位电压有关,可操控规模有限。假如收回电源负载不能确认,需求保证在恣意负载状况下吸收状况不变,不影响主电路。留意收回电路的接地,防止成为共模搅扰源。调整R1,严格操控吸收程度,保证钳位工况。
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