20170506-反激变换器的RCD吸收

反激变换器的RCD 吸收
普高(杭州)科技开发有限公司    张兴柱  博士
RCD 吸收
图1:RCD 吸收反激变换器地热供暖设备
RCD 吸收反激变换器如图1所示,共有两种结构,分别如图(a)和(b)。它们都是外加一个电容、一个二极管和一个电阻,在开关S 截止时,激磁电感的能量传递到输出,漏感的能量传递到Cc ,并通过Cc 的电压对开关两端的电压进行箝位。电阻Rc 是为了消耗Cc 在开关关断间隔内所增加的能量而加的。这两种结构的吸收原理是相同的,其区别只是电阻Rc 的选择不同而已。下面是对图1(a)的RCD 吸收反激变换器进行的吸收原理分析。
弹簧包图2是图1(a)的分析用等效电路,仔细观察后,可以发现吸收电路的Rc 、Cc 、Dc 和激磁电感、漏感、开关S 及输入构成一个等效的Buckboost 电路,如图3所示,但这个Buckboost 在开关S 关断后,L m 两端的电压很快地被反向箝位在o NV ,此后先有S 的结电容C oss 和漏感L lp 振荡,只有当振荡引起的Vds 尖峰超过Vc+Vg 时,二极管Dc 才开始导通,并将Vds 的尖峰箝位到c g V V +。当C oss 很小可忽略时,漏感中的能量将完全被Cc 吸收,在Cc 较大时,Cc 上的稳态纹波电压可以忽略,此时的Vc 与Rc 、Llp 、fs 和负载电流的关系可从图4 (a)
干墙
的波形推得:s m p c o c c f i L R NV V V 2
)(21=−,推导过程见方框内,其中:)1(211D N I i o m −+=
)(λ 与负载电流成正比,与电感电流的纹波系数也有关。
c
i v v
v
v v t
v
(a) 理想波形图4  RCD 吸收反激变换器的典型波形
实际的RCD 吸收反激变换器波形如图4(b)所示。实际变换器中,由于C oss 的存在,漏感的能量将先在与C oss 的谐振中消耗一些,然后才传递到Cc ,所以Cc 上的电压Vc 会比理想的低,且在漏感电流降为零后(Dc 截止后),C oss 与漏感继续谐振,此时的谐振因能量很小,使其幅度也较小,一般已不足于再次开通Dc ,就出现了图4 (b)中的波形。选择参数时,可先按理想情况和满载下要求一个Vc ,并用上面的近似公式计算Rc ,再在实验中调整Rc 和Cc 。显然Rc 越小,Vc 就越小,Vds 的尖峰也就越小,但吸收损耗会越大,因此Rc 的取值需要一定的折中。      推导过程方框:
为了兼顾尖峰和吸收损耗,在RCD 吸收的反激变换器中,同样希望变压器的漏感越小越好,
acck
丙烯运输有Vc 的公式可知,当负载较小时,管子S 的Vds 尖峰也较小。
实际工作的RCD 吸收反激变换器,还应考虑变压器副边的漏感,它将改变谐振时的特性阻抗和开关S 截止时在S 上的尖峰电压,一般也应尽量减小变压器副边的漏感。
气动真空阀
由于RCD 吸收反激变换器的电路简单,成本较低,一般多用于小功率的开关电源中,如计算机电源,小功率DC-DC 开关电源,小功率AC-DC 电源模块,小功率AC-DC Adapter , 和大功率开关电源中的辅助电源等等。
除了前面介绍的两种吸收电路外,反激变换器在功率较大时,还会采用有源吸收和LCD 吸收,由于这两种吸收方式的反激变换器应用较少,所以不再介绍。

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