开关电源钳位保护电路及散热器的设计要点

这表明R 1、C 的时间常数与开关周期有关，在数值上它就等于开关周期的9 . 4 7倍。当f=132kHz时，开关周期T =7.5μs,τ=9.47×7.5μs=71.0μs.

实取钳位电阻R 1=1 5 kΩ，钳位电容C =4.7nF.此时τ=70.5μs.

当钳位保护电路工作时，R 1上的功耗为：

考虑到钳位保护电路仅在功率开关管关断所对应的半个周期内工作，R 1的实际功耗大约为1.2W(假定占空比为50%)，因此可选用额定功率为2W的电阻。

令一次侧直流高压为U I(max)。钳位电容的耐压值U C>1.5U Q(max) +U I(max)=1.5×200V+265V×=674V.实际耐压值取1kV.

(12)选择阻塞二极管VD

要求反向耐压U BR≥1.5U Q(max) =300V

采用快恢复二极管FR106(1A/800V,正向峰值电流可达30A)。要求其正向峰值电流远大于I P(这里为30A》1.65A)。

说明：这里采用快恢复二极管而不使用超快恢复二极管，目的是配合阻尼电阻R 2,将部分漏感能量传输到二次侧，以提高电源效率。

(13)计算阻尼电阻R 2.

有时为了提高开关电源的效率，还在阻塞二极管上面串联一只低阻值的阻尼电阻R 2.在R 2与漏极分布电容的共同作用下，可使漏感所产生尖峰电压的起始部分保留下来并产生衰减振荡，而不被RC电路吸收掉。通常将这种衰减振荡的电压称作振铃电压，由于振铃电压就叠加在感应电压U OR上，因此可被高频变压器传输到二次侧。

阻尼电阻应满足以下条件：

即：

实取20Ω/2W的电阻。

2 开关电源散热器的设计要点

在开关电源散热器的设计一文中(详见《电源技术应用》2010年第1期)，介绍了通过计算芯片的平均功耗

来完成散热器设计的简便实用方法。下面再对开关电源散热器的设计要点作进一步分析。

以TOPSwitch-GX(TOP242~TOP250)系列单片开关电源为例，当MOSFET导通时漏-源极导通电流(I DS(ON) )与漏-源极导通电压(U DS(ON) )的归一化曲线如图2所示。

图2 当MOSFET导通时漏-源极导通电流I DS(ON)与漏-源极导通电压U DS(ON)的归一化曲线

说明：

(1)定义R DS(ON) =U D(ON) /I DS(ON) 。

(2)图2是以TOP249Y为参考，此时k=1.00.

(3)求漏-源极导通电流时应乘以k,求漏-源极通态电阻时应除以k.