矿用杂散电流测定仪:开关电源设计,MOS管反峰及RCD吸收回路
2025-02-18
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对于一位开关电源工程师来说，在一对或多对相互对立的条件面前做出选择，那是常有的事。而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。（即要限制主MOS管zui大反峰，又要RCD吸收回路功耗zui小）
在讨论前我们先做几个假设：
①开关电源的工作频率范围:20~200KHZ；
②RCD中的二极管正向导通时间很短（一般为几十纳秒）；
③在调整RCD回路前主变压器和MOS管，输出线路的参数已经*确定。
有了以上几个假设我们就可以*行计算：
一?首先对MOS管的VD进行分段：
ⅰ，输入的直流电压VDC；
ⅱ，次级反射初级的VOR；
ⅲ，主MOS管VD余量VDS；
ⅳ，RCD吸收有效电压VRCD1。
二?对于以上主MOS管VD的几部分进行计算：
ⅰ，输入的直流电压VDC。
在计算VDC时，是依zui高输入电压值为准。如宽电压应选择AC265V，即DC375V。
VDC＝VAC*√2
ⅱ，次级反射初级的VOR。
VOR是依在次级输出zui高电压,整流二极管压降zui大时计算的，如输出电压为：5.0V±5%（依Vo=5.25V计算），二极管VF为0.525V（此值是在1N5822的资料中查找额定电流下VF值）．
VOR＝（VFVo）*Np/Ns
ⅲ，主MOS管VD的余量VDS．
VDS是依MOS管VD的10%为zui小值．如KA05H0165R的VD=650应选择DC65V．
VDC＝VD*10%
ⅳ，RCD吸收VRCD．
MOS管的VD减去ⅰ，ⅲ三项就剩下VRCD的zui大值。实际选取的VRCD应为zui大值的90%（这里主要是考虑到开关电源各个元件的分散性，温度漂移和时间飘移等因素得影响）。
VRCD＝（VD-VDC-VDS）*90%
注意：①VRCD是计算出理论值，再通过实验进行调整，使得实际值与理论值相吻合．
②VRCD必须大于VOR的1.3倍．（如果小于1.3倍，则主MOS管的VD值选择就太低了）
③MOS管VD应当小于VDC的2倍．（如果大于2倍，则主MOS管的VD值就过大了）
④如果VRCD的实测值小于VOR的1.2倍，那么RCD吸收回路就影响电源效率。
⑤VRCD是由VRCD1和VOR组成的
ⅴ，RC时间常数τ确定．
τ是依开关电源工作频率而定的，一般选择10~20个开关电源周期。
三?试验调整VRCD值
首先假设一个RC参数，R=100K/RJ15,C=10nF/1KV。再上市电，应遵循先低压后高压，再由轻载到重载的原则。在试验时应当严密注视RC元件上的电压值，务必使VRCD小于计算值。如发现到达计算值，就应当立即断电，待将R值减小后，重复以上试验。（RC元件上的电压值是用示波器观察的，示波器的地接到输入电解电容“＋”极的RC一点上，测试点接到RC另一点上）。一个合适的RC值应当在zui高输入电压，zui重的电源负载下，VRCD的试验值等于理论计算值。
四?试验中值得注意的现象
输入电网电压越低VRCD就越高，负载越重VRCD也越高。那么在zui低输入电压，重负载时VRCD的试验值如果大于以上理论计算的VRCD值，是否和（三）的内容相矛盾哪？一点都不矛盾，理论值是在zui高输入电压时的计算结果，而现在是低输入电压。重负载是指开关电源可能达到的zui大负载。主要是通过试验测得开关电源的极限功率。
五?RCD吸收电路中R值的功率选择
R的功率选择是依实测VRCD的zui大值，计算而得。实际选择的功率应大于计算功率的两倍。
编后语：RCD吸收电路中的R值如果过小，就会降低开关电源的效率。然而，如果R值如果过大，MOS管就存在着被击穿的危险。
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