反激电源RCD电路的实践 测试图解分析Word下载.docx
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后来想着怎么也做出来了,就研究下RC取值对MOS的VDS尖峰和电源整体效率的影响
然后开始在网上和论坛上找些关机计算RCD中的RC计算公式,然后和实验比对下看看是否合理!
感觉自己是太闲了
回头把示波器波形和参数放上来,留着这里丢不了
先看最早的一张,初级RCD,R用的68K,C用的471P。
D用的RS1M。
D一直未作改动,下边统一叫初级和次级。
次级RC没有加,峰峰值为196V!
(次级我是在变压器两端加的,没有加在整流管的两端!
)
第二张,想着把次级的加个小吸收,看看对初级的影响。
初级R=68K,C=471P;
次级R=22R,C=471P.峰峰值为190v
第三张,初级不动,R=68K,C=471P;
把次级的C加大,次级R=22R,C=681P,峰峰值还是为190V
第四张,接着加大次级电容,初级R=68K,C=471P;
次级R=22R,C=102P.峰峰值小了2V,188V了
第五张,继续加大次级电容,初级R=68K,C=471P,次级C=472P,把R去掉了,峰峰值160V了。
(主要是考虑R会消耗能量影响效率!
第六张,感觉次级加大不太明显,就加下初级吧,先把初级的C加大吧,直接吸得狠点
结果初级R=68K,C=472,次级直接RC取消了,峰峰值168V,还管点事
第七张,那把次级加个RC吸收啥效果呢,初级R=68K,C=472P;
次级R=22R,C=102P;
峰峰值156V,又下来点!
第八张,把次级还直接搞到472试试,初级还是R=68K,C=472P;
次级C=472,R还去掉,峰峰值150V了
以上八张说明电容对MOS的峰值有影响,但也不能太大,还有一个可调的点一直没调呢,调调那个点试试
第九张,还是初级电容从小到大,所以初级C=471P,R=68K/2;
次级无,峰峰值194V,基本和68K没啥变化
第10张,初级电容C=471P不变,电阻R=68K/3,次级还是没有,峰峰值还是194V,和上边没啥区别啊
第十一张,接着减小初级R的值,C=471P,R=68K/4,次级无,峰峰值还是194V,无语了,难道R不管事,非也,接着往下看!
第十二张,既然这样,我把初级的C加大呢,是不是C的容值太小,吸收的能量太小!
所以直接上到472,初级C=472,R=68K/2;
次级还是没有,峰峰值154V,效果出来了
第十三张,我接着减小初级R的值,C=472P,R=68K/3;
次级无,峰峰值150V,比起上边来,下降的不明显了。
第十四张,继续减小R的值,C=472P,R=68K/4,次级无,峰峰值146V,确实是下降不明显了,该考虑新方法了!
第十五张,上边减小电阻,变化不太明显了,那还把次级的吸收加进去呢,初级我用的C=472P,R=15K;
次级C=102R=22R。
峰峰值136V,不错哦!
第十六张,我要是接着减小初级R电阻值呢,下边出来了,C=472P,R=10K;
次级C=102P,R=22R。
峰峰值130V,又下去了点
第十七张,我要继续减小初级R的值呢,C=472P,R=5.1K;
次级C=102P,R=22R,峰峰值132,没下去哦,而且效率直接掉了还几个点,看来是不能太小哦
从上边的实验可以看出,RCD吸收中的RC选择要合理,否则不是起不到应有的效果就是影响效率。
后面我在补充一种计算RCD的计算方法,看看算出来的和实际用的有多杀差别!
RCD的计算方法
先上个RCD钳位的原理图
再上个MOS的VDS波形
下面再说几个名词,这几个名词其实大家也知道,一个是钳位电压,上边用Vsn表示;
一个是折射电压,上边用VRO表示;
还有个脉动电压,上边用ΔV表示;
MOS管的最大耐压,上边用BVdss表示;
电源的最高输入电压,上边用Vinmax表示。
1.钳位电压Vsn是电容C两端的电压,与选用MOS的BVdss及最高输入电压以及降额系数有关,一般在最高输入电压Vinmax下考虑0.9的降额,则有
Vsn=0.9*BVdss-Vinmax(我上边的实验选择的MOS为IRF640,BVdss=200V,Vinmax=70V)
可以算出钳位电压Vsn为110V
2.然后算折射电压VRO,根据VRO=(VOUT+VD)/(NS/NP)
式中VOUT为输出电压
VD为二极管管压降
NS为次级匝数
NP为初级匝数
我的初级NP为31匝,次级NS为10匝,管压降VD≈1V,输出电压VOUT=12V
算出VRO=(12+1)/(10/31)=40V
3.确定漏感量LIK,这个可以通过测试得出,我的实测了下为2.79uH;
不过可以估测此漏感值,一般为初级电感量的1%-5%;
4.确定峰值电流IPK的值
输入功率PIN=POUT/η,
式中POUT为输出功率
η为效率
我的输出电压为12V,电流为3A,假设效率为80%;
代入式中得PIN=12*3/0.8=45W
算出平均电流Iin-avg=PIN/Vinmin
式中Vinmin为最小输入电压
我的最小输入是40V,也就是1207的最低输入电压。
代入式得Iin-avg=45/40-1.125A
确定峰值电流IPK=2*Iin-avg/δmax
式中δmax为最大占空比
我的设的为0.5
代入式得IPK=2*1.125/0.5=4.2A
5.确定钳位电阻R的值,根据公式R=2(Vsn-VRO)*Vsn/LIK*IPK*IPK*fs
式中fs为开关频率
IPK*IPK为IPK的平方,俺不会写
我的频率fs为50Khz
代入式得R=【2*(110-40)*110】/【2.79*4.2*4.2*50k】
R=27K(注:
这算错了,下边电容也就不对了哦,但公式是对的,我不改了就按错的来吧,最后算出来适当调整下·
·
6.确定R的功率PR=Vsn*Vsn/R
代入数值得PR=110*110/27000=0.448W可以用1W的电阻
我手头没有1W27k电阻所以用个30K吧
7.确定钳位电容C的值
我们前边一直把C的点电压VC当成不变的处理,实际是有波动的,因为有漏感等杂散电感的影响,所有会有所波动,一般这个脉动电压ΔV取钳位电压Vsn的5%-10%,我们这取10%吧,所以ΔV=11V
钳位电容的值C=Vsn/ΔV*R*fs
带入值得C=110/11*27k*50k=0.0074uF
这里我们选个C=0.01uF的也就是103PF的电容
回头我把实验结果和波形放上来!
1.初级用了1C=03R=30K,次级R=22R,C=102,峰峰值160V
2.我把初级R又并了个30K,R=15K了,别的没动,峰峰值150V了
我又把初级C=103改为472,R=15K,次级没动,峰峰值又到138V了
我想看看要是不动电阻呢,按算的来,把并的那个30K去掉,C=472,次级不动,峰峰值150V
以上总结,算出来的结果还得再试验中得到验证,只能做个参考;
所以我们应以计算为基础,根据实验来回调整,找到一个更适合你的值。
还有吸收电阻R一定要考虑降额使用,满足功率要求。
以上仅代表个人观点,每个工程师要根据自己的产品做出适当的选择。
以上内容仅供参考!
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