本文介紹的內(nèi)容是電源電路中常用的緩沖電路的組成元器件和常數(shù)。這里的緩沖電路不僅用于本文中的準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器，還用于其他文章中提到的反激式轉(zhuǎn)換器。

 

什么是緩沖電路

 

緩沖電路是抑制浪涌的電路。在本例中是為了抑制輸入浪涌而設(shè)置在輸入端，其實(shí)也可用于輸出端。由于輸入連接于變壓器的一次側(cè)，所以受變壓器的漏電感影響，當(dāng)MOSFET從ON變?yōu)镺FF的瞬間，將產(chǎn)生較大的浪涌電壓（尖峰噪聲）。這種浪涌電壓施加在MOSFET的漏極－源極之間，因此如果產(chǎn)生的浪涌電壓超過(guò)MOSFET的耐壓，可能會(huì)造成MOSFET損壞。為了防止MOSFET損壞，插入由RCD（電阻、電容、二極管）組成的緩沖電路以抑制浪涌電壓。由于大多數(shù)情況下都會(huì)產(chǎn)生這種浪涌，因此建議在設(shè)計(jì)之初就設(shè)置緩沖電路。

 

緩沖電路：Rsnubber1、Csnubber1及D13、D14、D15、D16

 

在本例中使用的緩沖電路，由電阻Rsnubber1、電容Csnubber1以及二極管D13、D14、D15、D16組成，只要去掉D15和D16就是典型的RCD緩沖電路。首先來(lái)確定鉗位電壓和鉗位紋波電壓，并按R、C、D的順序確定常數(shù)。

 

1）鉗位電壓（Vclamp）、鉗位紋波電壓（Vripple）

 

鉗位電壓需要根據(jù)MOSFET的耐壓考慮到余量來(lái)決定。余量取20%。

 

Vclamp＝1700V×0.8＝1360V

 

鉗位紋波電壓（Vripple）定為50V左右。

 

 

2）電阻Rsnubber1

 

Rsnubber1的選型需要滿足以下條件：

 

 

這里設(shè)漏電感Lleak＝Lp×10%＝1750μH×10%＝175μH，利用下列公式計(jì)算Po=25W、VIN（max）＝900V時(shí)的Ip和fsw。

 

 

根據(jù)上述計(jì)算：

 

fsw從161kHz變?yōu)?20kHz的原因與以前介紹的一樣，因?yàn)殡娫碔C的最大開(kāi)關(guān)頻率為120kHz。Rsnubber1是比計(jì)算結(jié)果253kΩ小的值，因此定為200kΩ。

 

Rsnubber1的損耗P_Rsnubber1可利用以下公式進(jìn)行計(jì)算。

 

 

考慮到余量，定為2W以上。最終Rsnubber1采用2W、200kΩ的電阻。

 

 

3）Csnubbe1

 

Csnubber1的電容量通過(guò)下列公式計(jì)算。

 

 

由于容量要大于1607pF，所以選擇2200pF。

 

施加于Csnubber1的電壓為從Vclamp減去VIN(MAX)后的電壓，即1360V－900＝460V，因此考慮到余量，Csnubber1的耐壓定為600V以上。最終選用2200pF、2kV、10%、X7R、1210封裝的陶瓷電容。

 

4）D13、D14

 

4個(gè)二極管中，D13和D14使用快速恢復(fù)二極管。耐壓選擇MOSFET的Vds(max)＝1700V以上的電壓。此次串聯(lián)使用2個(gè)通用的UF4007（1000V、1A）。

 

由于浪涌電壓不僅受變壓器的漏電感影響，還受PCB板薄膜布線的寄生分量影響，因此需要在組裝于實(shí)際PCB板中的狀態(tài)下確認(rèn)Vds，并根據(jù)實(shí)際的電壓調(diào)整緩沖電路。

 

5）D15、D16

 

這些二極管是TVS（瞬態(tài)電壓抑制）二極管，是浪涌吸收元件。當(dāng)需要獲得更優(yōu)異的保護(hù)性能時(shí)，可添加TVS來(lái)吸收瞬態(tài)尖峰噪聲。通過(guò)確認(rèn)MOSFET開(kāi)關(guān)時(shí)的波形來(lái)決定是否使用。施加于這部分的計(jì)算值電壓與施加于Csnubber1的電壓相同，均為460V，因此串聯(lián)使用2個(gè)鉗位電壓274V的1.5KE200A二極管，來(lái)吸收超出的瞬態(tài)電壓。

 

關(guān)鍵要點(diǎn)

 

● 為了抑制輸入中的變壓器漏電感引發(fā)的浪涌，可添加緩沖電路。

 

● 緩沖電路基本上采用RCD型電路，要想獲得更優(yōu)異的保護(hù)性能，可添加TVS二極管。

 

（來(lái)源：羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)）