超詳細(xì)的RCD吸收電路講解
發(fā)布時(shí)間:2024-06-28作者:admin點(diǎn)擊:211
首先開(kāi)關(guān)電源是一門(mén)很復(fù)雜的領(lǐng)域,很多人說(shuō)電源就是吃經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)實(shí)也存在靠經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)來(lái)調(diào)試的工程師。
個(gè)人感覺(jué)是因?yàn)?a href="http://google-reseller.cn/">開(kāi)關(guān)電源想從理論的層次去解釋一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生的原因和從理論去解決往往十分困難的。比如變壓器交叉調(diào)整率的怎么計(jì)算,環(huán)路中奇奇怪怪的伯德圖產(chǎn)生原因?但是充實(shí)的理論知識(shí)還是可以在出現(xiàn)新問(wèn)題的時(shí)候更快的定位問(wèn)題。更好的做定性分析。
看這個(gè)系列的同學(xué)需要儲(chǔ)備的知識(shí)
基本的電路知識(shí),基本的器件知識(shí)即可,如果是課本上的內(nèi)容就是模電和電路。
快速過(guò)一下反激基本原理
1、 其實(shí)在圖片之前還有一個(gè)EMI模塊。但是不在本次系列的講解中。
2、經(jīng)過(guò)整流橋整流之后會(huì)給大電解充電,這個(gè)應(yīng)該比較好理解吧,整流橋把交流電流整流為直流點(diǎn),輸入大電解進(jìn)行穩(wěn)定電壓。安撫一下輸入的電壓,別太躁動(dòng)。
3、原邊MOS相當(dāng)開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)時(shí)間決定了原邊電感的輸入能量大小(DCM tis:不用理解DCM是什么)
4、原邊MOS關(guān)閉期間,變壓器儲(chǔ)存的能量無(wú)處可去,結(jié)果發(fā)現(xiàn)副邊居然有一個(gè)乖乖是單向?qū)ǖ耐嬉?二極管D2、D3)那就往你那邊跑吧,就給后面的C3輸入電容充電。
5、MOS開(kāi)通,變壓器儲(chǔ)能,D3反向截止,輸出端電壓由輸入電容維持。
。。。。。
里面還有很多很細(xì)的細(xì)節(jié),我們慢慢道來(lái)。
RCD原理
上圖里面沒(méi)有講到的一個(gè)是D1、C2、R1組成的東西。
一般我們稱(chēng)為RCD吸收電路。
RCD的出現(xiàn)是為了解決原邊MOS關(guān)閉的時(shí)候漏感能量造成原邊MOS應(yīng)力過(guò)高的問(wèn)題,這句話我慢慢解釋。
1、現(xiàn)實(shí)變壓器不是理想的,像98折的充值活動(dòng)一樣,原邊繞組(原邊線圈)充了100塊錢(qián),但是到副邊只剩98塊錢(qián)了,中介吞了2塊錢(qián)。這中介便是漏感,漏感通俗的定義是無(wú)法耦合到副邊的感量。顧名思義,測(cè)量也非常簡(jiǎn)單,通過(guò)短路輸入繞組,再測(cè)量原邊的感量,由于輸入繞組短路,磁芯磁路被短路,耦合到副邊的能量都被短路了,還能測(cè)量出來(lái)的便是漏感。如下圖表示:
2、漏感存在又會(huì)造成什么問(wèn)題呢,好問(wèn)題,給提出這個(gè)問(wèn)題的小朋友點(diǎn)贊。
As we all know 原邊的MOS開(kāi)通的時(shí)候,會(huì)給原邊的電感充入100塊錢(qián)的電流,那你猜一下,100塊錢(qián)原邊電感能全部得到嗎?顯然不能,因?yàn)槁└泻驮叺碾姼袝r(shí)串聯(lián)關(guān)系,會(huì)根據(jù)他們的感量來(lái)分配著100塊錢(qián),假如漏感分到了2塊錢(qián),而漏感的定義是無(wú)法耦合到副邊的感量那這兩塊錢(qián)又該用在什么地方呢。
As we all know 電感的電流不能突變,假如mos關(guān)斷的一刻,漏感上的電流已經(jīng)達(dá)到1A,那MOS關(guān)斷的時(shí)候,MOS阻抗近似無(wú)窮大,假設(shè)10兆歐姆吧,1A電流不能突變,回路已經(jīng)形成了10兆歐姆的阻抗,那電壓是多少呢?顯而易見(jiàn)是1A*10兆歐=10兆伏=10 000 000V,一般MOS耐壓多少V呢,650V?700V?這時(shí)候MOS是不是會(huì)承受一個(gè)10兆伏的電壓,MOS可抗不住,直接躺平,boom的一聲,然后同事就圍上來(lái):“喲,這次怎么沒(méi)有上次響呢?”
3、既然出現(xiàn)了問(wèn)題,那就有解決問(wèn)題的方案,那就是RCD電路:
上面第2點(diǎn)種很說(shuō)明了在mos關(guān)斷的時(shí)候因?yàn)槁└袝?huì)產(chǎn)生很大漏感尖峰電壓,這種會(huì)超過(guò)MOS的耐壓造成MOS損壞。現(xiàn)在一個(gè)個(gè)狀態(tài)在分析RCD狀態(tài)。
3-1:如下圖,在整系統(tǒng)沒(méi)有開(kāi)啟前,三個(gè)測(cè)量針的位置都是311V,R1會(huì)吧C1兩端電壓維持一致都是311V,變壓器原變也是導(dǎo)通的,也是311V。
3-2:如下圖,在MOS導(dǎo)通的時(shí)候,mos的d極會(huì)被拉到地,也就是0V,變壓器原邊兩端形成壓差,電流線性上升,同時(shí)漏感是串聯(lián)進(jìn)去的,也存在漏感電流線性上升。
3-3:MOS由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)閉,變壓器儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)到副邊,而漏感的能量,無(wú)法轉(zhuǎn)移到副邊。漏感電流方向不變,還是從右到左,而MOS已經(jīng)關(guān)閉了,當(dāng)然關(guān)閉過(guò)程也是瞬間完成了,在MOS的DS間的阻值逐漸增大時(shí),MOS漏極的電壓也逐漸升高。當(dāng)升高到311.7V,D1就會(huì)導(dǎo)通。
3-4同時(shí)也由于副邊的反射電壓,會(huì)在輸入電壓和反射電壓疊加形成MOS的電壓平臺(tái)(這個(gè)后面講,現(xiàn)在先講RCD部分),漏感尖峰時(shí)疊加在MOS平臺(tái)電壓之上的。當(dāng)MOS漏極電壓比C1的下面的電壓高0.7V,二極管通道,漏感電流這時(shí)候就有去路了,而且C1有儲(chǔ)存能量的能力,不用憋屈在MOS上了。由于二極管導(dǎo)通了,漏感存儲(chǔ)的電流流向C1,C1的電壓逐漸升高,直到漏感能量完全釋放完。
3-5 漏感能力釋放完之后,MOS漏極的電壓下降到平臺(tái)電壓,二極管截至。直到下一個(gè)周期MOS管導(dǎo)通再關(guān)閉的時(shí)候,漏感尖峰比C1電壓高了才能重新導(dǎo)通。在重新導(dǎo)通之前,C1上面的電壓會(huì)被R1消耗,逐漸下降。直到下一個(gè)周期漏感尖峰電壓重新充電。如此反復(fù)。
總結(jié):
1、漏感尖峰電壓會(huì)被RCD吸收,漏感能量一定,電容越大,電容充電的電壓就越低,吸收能力就越強(qiáng),MOS漏極的電壓就越低。
2、在漏感能力釋放完之后(這個(gè)過(guò)程一般只有一個(gè)周期的3%時(shí)間),是要通過(guò)R1釋放掉電容吸收的能量的,把電容的電壓降下來(lái)方便下一次漏感尖峰來(lái)之前再進(jìn)行吸收。
3、電容容量和電阻需要合理搭配,容量足夠即可,足夠能吸收漏感尖峰電壓,不至于超過(guò)MOS耐壓。電阻需要足夠小,小到在放電階段把電容電壓下降到MOS的電壓平臺(tái)。但是不能下降過(guò)來(lái)電壓平臺(tái),這樣就會(huì)把電壓平臺(tái)和母線電壓之間的能量也吸收釋放掉,得不償失。
總結(jié)之后就結(jié)束了嘛?不可能,公式都沒(méi)有一條,統(tǒng)統(tǒng)匯總到下面了,自己拿哈。