【導(dǎo)讀】本篇文章介紹了開關(guān)電源當(dāng)中的RCD電路吸收設(shè)計(jì)，主要針對(duì)新手對(duì)這種吸收電路進(jìn)行較為全面的講解和剖析，希望大家在閱讀過(guò)本篇文章之后能夠有所收獲。
RCD電路在電源中能夠較大程度的吸收電阻，從而起到降低損耗的作用。但是開關(guān)電源當(dāng)中的RCD吸收電路較為復(fù)雜，如果想要新手在短時(shí)間內(nèi)掌握是比較困難的，所以本文就將對(duì)開關(guān)電源當(dāng)中的RCD吸收設(shè)計(jì)進(jìn)行講解，希望能對(duì)大家有所幫助。
MOS電壓尖峰的吸收電路有很多種，比如RCD，RDTVS，RCD+TVS等，但常用的是前兩者，所以本文將著重講一下前面兩種形式的參數(shù)設(shè)計(jì)。
即如下兩圖形式：
開始設(shè)計(jì)電路參數(shù)之前，我們先定義一下變量含義以便下面描述：
Lr：初級(jí)漏感電感量：
Vcmax、Vcmin、Vcavg、△Vc：RCD中C(如上圖1種的C1)兩端的峰值電壓，谷底電壓，平均電壓，峰值電壓和谷底電壓的差值，(由定義有，△Vc=Vcmax-Vcmin：Vcavg=Vcmin+△Vc/2)
Vtvs：如上圖2中的TVS的擊穿電壓。
f:開關(guān)電源的工作頻率(已知)
Ipk：變壓器初級(jí)峰值電流(關(guān)于Ipk的確定，我們?cè)谠O(shè)計(jì)變壓器時(shí)已定下，當(dāng)然也要在低壓滿載情況下實(shí)測(cè)，某些IC自帶限流點(diǎn)則簡(jiǎn)單點(diǎn))
Vdsmax：主開關(guān)管MOS的最大額定電壓。
Vor：次級(jí)反射到初級(jí)的反射電壓。
有了以上變量定義，下面我們開始轉(zhuǎn)入正題：
1、測(cè)量主變壓器的初級(jí)漏感電感量Lr
這兩種鉗位電路均是為了吸收漏感的能量以降低主開關(guān)管的電壓應(yīng)力，既然是吸收漏感的能量，顯然我們要知道變壓器的漏感能量有多大。然而，需要知道漏感能量有多大，需要知道漏感多大，因此第一步我們就要測(cè)量變壓器的漏感Lr。
2、計(jì)算漏感能量E
E=1/2*Lr*Ipk²
3、確定Vcmax或Vtvs
一般我們至少要給MOS電壓應(yīng)力留有10%的裕量，保守情況留有20%的裕量，尤其是沒(méi)有軟啟動(dòng)切功率相對(duì)較大的電源里，這里我們?nèi)?0%的裕量。所以就有Vcmax(Vtvs)=80%*Vdsmax-√2*Vinmax。
4、確定△Vc，Vcavg，Vcmin(TVS方案無(wú)此步驟)
RCD電路中C1兩端電壓是變化的，主開關(guān)關(guān)斷時(shí)漏感能量迅速將其充電至Vcmax，然后通過(guò)R慢慢放電到Vcmin。這個(gè)△Vc一般我們會(huì)設(shè)計(jì)在10%-15%Vcmax左右。有了△Vc即可得到Vcavg，Vcmin。
5、確定R2大小
在第二步中我們已經(jīng)計(jì)算出了漏感能量，假設(shè)我們的漏感能量全部被轉(zhuǎn)移到C1(或被TVS消耗掉)中，那么R2上必然消耗掉這些能量。當(dāng)然，漏感的能量不會(huì)全部轉(zhuǎn)移到C1中或被TVS消耗掉，但是作為一個(gè)理論設(shè)計(jì)指導(dǎo)，此假設(shè)是合理的(假設(shè)誤差由實(shí)際測(cè)試結(jié)果來(lái)調(diào)整)。
所以，Vcavg²/R=E*f
由此式即可計(jì)算出R2的大小，亦可得出R2的功率要求，一般要保證R2的功率要大于此功率(E*f)的1.5-2.5倍。若為TVS則，TVS的功率也要和電阻的功率要求一樣，要大于1.5-2.5*E*f。
6、確定C1的大小
由第五步中的假設(shè)，可知：E=1/2*C1*(Vcmax²-Vcmin²)所以C1大小可求出。至此我們分析了R2，C1，ZD1(TVS)的設(shè)計(jì)流程，還有R1和D1的要求了。
7、R1可以改善EMI，同時(shí)限制D1的反向恢復(fù)電流，小功率電源中常用。
一般我們會(huì)選取幾十Ω左右，當(dāng)然功率越大，Ipk越大，此電阻的損耗越大，所以要取的越小，大功率此電阻取幾Ω即可，甚至不要此電阻。大功率電源中慎用此電阻。
功耗要大于Ipk²*R1
8、D1一般用快恢復(fù)或超快恢復(fù)二極管
二極管電流電壓按一般裕量原則1.5Ipk，1.5Vcmax即可，功耗要求大于1/2*Ipk*Vf(DCM模式)，CCM模式1/2*Ipk替換為初級(jí)平均電流即可，主要還是看此二極管的發(fā)熱量。關(guān)于D1用慢管的運(yùn)用，一定要配合好R1且在小功率場(chǎng)合。
