开关电源设计之MOS管反峰及RCD吸收回路

关键字：开关电源 mos管 rcd吸收回路
对于一位开关电源工程师来说，在一对或多对相互对立的条件面前做出选择，那是常有的事。而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。（即要限制主mos管大反峰，又要rcd吸收回路功耗小）
　　在讨论前我们先做几个假设：
　　① 开关电源的工作频率范围:20~200khz；
　　② rcd中的二极管正向导通时间很短（一般为几十纳秒）；
　　③ 在调整rcd回路前主变压器和mos管，输出线路的参数已经完全确定。
　　有了以上几个假设我们就可以先进行计算：
　　一﹑首先对mos管的vd进行分段：
　　ⅰ，输入的直流电压vdc；
　　ⅱ，次级反射初级的vor；
　　ⅲ，主mos管vd余量vds；
　　ⅳ，rcd吸收有效电压vrcd1。
　　二﹑对于以上主mos管vd的几部分进行计算：
　　ⅰ，输入的直流电压vdc。
　　在计算vdc时，是依高输入电压值为准。如宽电压应选择ac265v，即dc375v。
　　vdc＝vac *√2
　　ⅱ，次级反射初级的vor。
　　vor是依在次级输出高电压,整流二极管压降大时计算的，如输出电压为：5.0v±5%（依vo =5.25v计算），二极管vf为0.525v（此值是在1n5822的资料中查找额定电流下vf值）．
　　vor＝(vf　 vo)*np/ns
　　ⅲ，主mos管vd的余量vds．
　　vds是依mos管vd的10%为小值．如ka05h0165r的vd=650应选择dc65v．
　　vdc＝vd* 10%
　　ⅳ，rcd吸收vrcd．
　　mos管的vd减去ⅰ，ⅲ三项就剩下vrcd的大值。实际选取的vrcd应为大值的90%（这里主要是考虑到开关电源各个元件的分散性，温度漂移和时间飘移等因素得影响）。
　　vrcd＝(vd-vdc -vds)*90%
　　注意：① vrcd是计算出理论值，再通过实验进行调整，使得实际值与理论值相吻合．
　　② vrcd必须大于vor的1.3倍．（如果小于1.3倍，则主mos管的vd值选择就太低了）
　　③ mos管vd应当小于vdc的2倍．（如果大于2倍，则主mos管的vd值就过大了）
　　④ 如果vrcd的实测值小于vor的1.2倍，那么rcd吸收回路就影响电源效率。
　　⑤ vrcd是由vrcd1和vor组成的
　　ⅴ，rc时间常数τ确定．
　　τ是依开关电源工作频率而定的，一般选择10~20个开关电源周期。
　　三﹑试验调整vrcd值
　　首先假设一个rc参数，r=100k/rj15, c="10nf/1kv"。再上市电，应遵循先低压后高压，再由轻载到重载的原则。在试验时应当严密注视rc元件上的电压值，务必使vrcd小于计算值。如发现到达计算值，就应当立即断电，待将r值减小后，重复以上试验。（rc元件上的电压值是用示波器观察的，示波器的地接到输入电解电容“＋”极的rc一点上，测试点接到rc另一点上）。一个合适的rc值应当在高输入电压，重的电源负载下，vrcd的试验值等于理论计算值。
　　四﹑试验中值得注意的现象
　　输入电网电压越低vrcd就越高，负载越重vrcd也越高。那么在低输入电压，重负载时vrcd的试验值如果大于以上理论计算的vrcd值，是否和（三）的内容相矛盾哪？一点都不矛盾，理论值是在高输入电压时的计算结果，而现在是低输入电压。重负载是指开关电源可能达到的大负载。主要是通过试验测得开关电源的极限功率。
　　五﹑rcd吸收电路中r值的功率选择
　　r的功率选择是依实测vrcd的大值，计算而得。实际选择的功率应大于计算功率的两倍。
　　编后语：rcd吸收电路中的r值如果过小，就会降低开关电源的效率。然而，如果r值如果过大，mos管就存在着被击穿的危险。