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分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器

作者:时间:2013-12-27来源:网络收藏
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本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227180.htm


这是查找电阻Rsn的传统方式。但是,L-C谐振几步后,峰值漏极电流Ipeak被降低了一些。因此,等式(3)可能误导被过度设计的系统。

让我们使用得出实际峰值漏极电流,以避免在下一节过度设计RCD2.2 中的RCD设计和分析

本节将使用设计RCD缓冲器。仅设计缓冲器时,无需分析整个反激式操作模式。图3显示每个模式的等效电路,图4显示反激式转换器中的开关MOSFET的vDS(t)。

分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器

分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器



图3:关闭主开关后显示的每个模式的等效电路(按顺序依次为模式1至4)

分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器


图4:关闭开关后的vDS(t)

在模式1中,电感(Llk和Lm)中的电流对CDS充电,直至其电压达到Vin+nVout,其中Lm是变压器的磁化电导。在t1,次级二极管接通,并且磁化电导的两端箝位在反映的输出电压nVout上。在模式2中,通过CDS和Llk之间的谐振,CDS上的电压增加到Vin+Vsn,从而接通缓冲器二极管。因此,漏极电压箝位在Vin+Vsn(在模式3期间)。CDS和Llk之间的谐振由于减幅如模式2一样在模式4中恢复。当电感和电容与DC电压源(Vdc)串联谐振时,电容上的电压和通过电感的电流可绘制在一个平面中。在平面上,X轴是电压,Y轴是电流。如果将L-C回路的特性阻抗乘以Y轴而使两个轴的单位相同,电压和电流的轨迹将显示一个圆,圆的原点在(Vdc, 0),半径为起点和原点之间的长度。使用这种图形方式来理解谐振,就很容易找到图4中t2的实际峰值漏极电流。在模式1~4期间,iDS(t)和vDS(t)绘制在谐振坐标中,如图5所示。

分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器


图5:谐振坐标中的模式分析

模式1中是圆,圆的原点在(Vin,0),起点在(0,ZmIpeak)。它一直持续到vDS(t)达到Vin+nVout,如图4中所示。根据图5的模式1,圆的等式如下:

分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器(4)


其中Zm是Lm+Llk和CDS、√((Lm+Llk)/CDS)的特性阻抗。

模式2中是椭圆,椭圆的原点在(Vin+nVout,0),起点在(A, B)。通过坐标映射,圆变成椭圆,因为特性阻抗从√((Lm+Llk)/CDS)变为√(Llk/CDS)。根据图5的模式2,椭圆的等式如下:

分析开关模式电源的谐振坐标方法 轻松设计RCD缓冲器(5)

缓冲器二极管在模式2的末端接通,即点(C,D)。因此,当缓冲器二极管接通时实际峰值电流为D/Zm,即D/√((Lm+Llk)/CDS)。根据等式(4)和(5),实际峰值电流Ipk,sn如下:



关键词: 开关模式电源 谐振坐标 缓冲器

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