变压器与EMI的关系

LCD缓冲网络如图1所示，由L、C、D1和D2组成。LCD缓冲电路不但能够将变压器的漏感能量反馈回电网，而且能够有效地抑制开关管关断时由漏感能量造成的电压尖峰。

图1 LCD缓冲电路

如果LC谐振频率远大于开关频率，在开关管导通和关断期间，箝位电容的极性将不断改变。开关管关断时，其漏极电压开始上升，D1导通，电容将进行充电，减缓了漏极电压上升的速度，电容两端电压为

式中，I0为开关管关断时初级绕组流过的电流，Vref为输出反射电压，Lkp为变压器初级绕组漏感。

开关管导通后，箝位电容通过Q、L和D2。进行放电。L、D2和C产生谐振，大约半个振荡周期后，以电压形式储存在电容上的能量转变为电流形式，储存在电感中，电容的电压极性改变，充电到Vin 。在下半周期内，L1上端电压继续升高，即电容两端电压大于Vin，D1导通，储存在电感中的剩余能量通过D1返回电网。

在这种工作状态下，箝位电容C的电压与输入电压无关，依赖于负载电流的大小。由于LC谐振频率非常高，电容C的值不能设计得过大，因此，在重载条件下，箝位电压远大于输出反射电压(通常为Vref的2～4倍)

如果LC谐振频率小于电路开关频率，开关管导通期间，箝位电容储存的能量通过LC振荡，只有一小部分传递到电感。开关管关断后，电感中的能量通过D1和D2返回电网。箝位电容的电压极性不会发生改变。电容值如果足够大，在整个开关周期内，电容电压的微小变化将忽略不计。在稳定状态下，达到能量平衡后

式中，Lm为变压器初级绕组电感。

由于变压器漏感远小于初级电感，箝位电容电压与输出反射电压紧密相关，因此，选择一个合适的电感，箝位电容的电压将对输入电压的依赖很小，并且箝位电压可维持在比输出反射电压略高的一个值上，基本与输入电压无关。开关管的电压

在宽输入电压情况下，LCD缓冲电路的箝位电压非常低，接近于输出反射电压，不随负载电流而变化，且无损耗，但需额外提供一个电感，其值需与变压器初级电感匹配，以减小开关管电流应力。在实际电路设计中，为了减缓开关管漏极电压上升速率，LC谐振频率应小于开关频率，电容应足够大。

LCD无损缓冲电路原理

反激变换器加入无损缓冲电路后，可以大大减少开关损耗。LCD无损缓冲电路图如图2-6 

LCD无损缓冲电路工作原理及分析[4]如下,其工作波形如图2-7所示。

1）工作模态 1：t0~t1

当t=t0时，开关管S开始导通，缓压电容Cr与电感Lr、二极管D1组成谐振支路，Cr端压下降。

2）工作模态 2：t1~t2

当t=t1时，功率开关S及原边电感电流线性增加，二极管D0反偏，工作状态和硬开关工作情况相同。

3）工作模态 3：t2~t3

当t=t2时，开关管S关断，储能电感L1、漏感Lk沿Cr，D2释放能量，Cr两端电压缓慢上升，原边电感电压Lu下降。

4）工作模态 4：t3~t4

当t=t3时，Lu下降到使D0正偏导通，随后原边电感被箝位，oLUNNu21，Cr与L1，Lk，直流输入电源、D1和Lr形成谐振回路。等效电感Le=L1+Lk+Lr。dsu在t=t3时刻突然下降，以后近似按线性规律下降。

5）工作模态 5：t4~t5

电容Cr两端电压Ucr不变，D0I线性减小。

6）工作模态 6：t5~t6 

t=t5时，D0关断，对原边绕组的箝位作用消失，Cr沿L1、Lk、直流输入电源、D1和Lr释放能量。

7）工作模态 7：t6~t7

当t=t6时，电容Cr端压保持Ud不变，输出滤波电容向负载提供能量，直至下一周期开始。

本文由：金籁科技（证券简称：金籁科技 证券代码：870471）转载发表
好电感 金籁造（20年专注电感、变压器研发/生产/销售），分享是一种快乐，转载请注明出处~

专栏文章内容及配图由作者撰写发布，仅供工程师学习之用，如有侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 联系我们