开关电源中RC缓冲电路的设计

作者：时间：2010-08-11来源：网络收藏

开关管Q为MOSFET，型号为IRF830，其tf一般为30 ns。
Dl、D2、D3为快恢复二极管，其tf很小(通常tf=30 ns)。
本设计的输出功率P0=V0I0=6 W，假设变换器的效率为80％，每一路RC 缓冲电路所损耗的功率占输出功率的1％。这里取Vdc=48 V。
2．2 实验分析
下面分两种情况对该设计进行实验分析，一是初级绕组有缓冲，次级无缓冲；二是初级无缓冲，次级有缓冲。
(1)初级绕组有缓冲，次级无缓冲
该实验测量的是开关管Q两端的漏源电压，实验分以下两种情况：
第一种情况是RS1=1．5 kΩ，CS1不定，输入直流电压Vdc为48 V。
其实验结果为：在RS1不变的情况下，CSl越大，虽然开关管Q的漏感尖峰电压无明显降低，但它的漏源电压变得平缓了，这说明在初级开关管的RC缓冲电路中，CSl应该选择比较小的值。
第二种情况是CSl=33 pF，RS1不定，输入直流电压Vdc为48 V。其结果是：当CS1不变时，RS1越大，开关管Q的漏感尖峰电压越大(增幅比较小)。
可见，RC缓冲电路中，参数R的大小对降低漏感尖峰有很大的影响。在选定一个合适的C，同时满足式(2)时，R应该选择比较小的值。
(2)次级绕组有缓冲，初级无缓冲
本实验以D2、D3的阴极作为公共端来测量快恢复二极管的端压，其结果是，当R不变时，C越大，二极管两端的漏感尖峰越小。同时理论上，如果C为无穷大时，二极管两端的电压中就没有漏感尖峰。而在实际中，只需让二极管两端电压的漏感尖峰电压在其端压峰值的30％以内就可以满足要求了，这样同时成本也不会太高。
2．3 设计参数的确定
通过实验分析可见，在次级快恢复二极管的RC缓冲电路中，当选择了适当大小的电容C时，在满足式(2)的情况下，电阻R应该选择得越小越好。
最终经过实际调试，本设计选择的RC缓冲电路参数为：
初级：RS1=200，CSl=100 pF
次级：RS2=RS3=5l，CS2=CS3=1000 pF
本设计的初级开关管的RC缓冲电路中的C值虽然选得稍微比计算值大一些，但损耗也不是很大，因此还是可以接受的。相对初级而言，次级快恢复二极管的RC缓冲电路中的C值就选得比计算值大得多，系统的损耗必然增大。但是，并联在快恢复二极管两端的RC缓冲电路主要是为了改善系统输出性能，因此选择比较大的C值虽然会使系统的整体效率降低，但二极管两端的漏感尖峰就减小了很多，而且输出电压的纹波也可以达到指定要求。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/180622.htm

3 结束语
根据以上给出的公式，可以很好而且很方便地选择出合适的RC缓冲电路。但是在工程应用中，应该根据系统设计的性能指标，通过实际调试才能得到真正合适的参数。有时候，为了达到系统的性能指标，牺牲一定的效率也是必要的。总之，在设计RC缓冲电路参数时，必须综合考虑系统性能和效率，最终选择合适的RC参数。