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尖峰吸收線路

      上一篇文章提到了RCD尖峰吸收電路,有留言說能將尖峰吸收電路展開詳細說一下;那這一章我們就將尖峰吸收電路的類型和使用場合進行詳細分析一下。

      尖峰電壓吸收電路是開關電源的一種輔助電路,尤其是在反激式開關電源中,那是必不可少的。因為在開關電源中,當開關電源的功率MOS管由導通變成截止瞬間,變壓器的一次繞組上就會產生尖峰電壓和感應電壓疊加的電壓;其中的尖峰電壓是由于高頻變壓器存在漏感而形成的,這種情況在反激式開關電源中最為明顯,當開關管狀態變化瞬間,直流輸入電壓Ui和感應電壓Uor疊加后施加到MOS管的漏極,由于電壓峰值很高,所以很容易損壞開關電源的功率MOS管。所以我們必須在反激式開關電源中增加漏極或集電極保護電路,對尖峰電壓進行鉗位或者吸收;所以尖峰電壓吸收電路也叫漏極或集電極保護電路。

      我們比較常用的尖峰電壓吸收電路有三種設計方案,如下圖所示:

      如上圖所示;第一種是利用齊納二極管和超快恢復二極管組成的齊納鉗位電路,這類型電路我們上一篇文章里正好有使用上,如果有興趣的朋友可以參考一下;第二種是利用阻容元件和超快恢復二極管組成的RCD軟鉗位電路,這類型電路在我們的反激式開關電源中使用頻率最高;第三種是由阻容元件構成RC緩沖吸收電路,這一類電路比較常用于響應速度要求不是太高的開關電源中;對于這三種類型的吸收電路我們可以將其并聯到高頻變壓器的一次繞組上,也可以連接在功率MOS管的漏極與地線之間。

      雖然這三種吸收電路都對尖峰電壓有作用,但是第三種的緩沖吸收電路和前兩種的鉗位電路的消波原理卻不太相同;如果我們使用錯誤的話,就會對開關電源的功率開關管造成較大的損害;第三種的緩沖電路原理是降低尖峰電壓幅度和減小電壓波形的變化率,從而讓功率管工作在安全工作區,而且緩沖電路還能降低射頻干擾輻射的頻譜,從而減少射頻輻射的能量;鉗位電路專門對漏極電壓進行鉗位,可以限制尖峰電壓的峰值,但對波形的頻率沒有任何影響。緩沖電路不但可以限制尖峰電壓的峰值,還降低了尖峰電壓的頻率。

      實際應用時,鉗位電路中的齊納二極管我們可用瞬態電壓抑制器TVS代替,這樣能充分發揮抑制器的響應速度極快、可承受瞬態高能量脈沖的優點;如果開關電源的輸出功率較大,我們還可以將鉗位電路和緩沖吸收電路進行結合使用,這個時候我們通常將鉗位電路并聯到高頻變壓器的一次繞組上,將緩沖吸收電路連接在功率MOS的漏極與地線之間。

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