RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例

跟电源专家陶显芳学电源技术（完）：RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例

2012年12月13日13:42 作者：陶显芳

1、开关变压器初级线圈漏感Ls的计算

反激式开关变压器的漏感一般都比较大，漏感与初级线圈电感之比，大多数都在2～5%之间。漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构，以及气隙大小等参数有关，还与磁通密度取值的大小有关，因为磁通密度取得越大，导磁率就会越小，漏感相对也要增大。漏感小于2%或大于15%的开关变压器，其结构一般都比较特殊。

开关变压器初级线圈电感量的大小，主要与开关电源的工作频率有关，还与工作电压和输出功率的大小有关。一般输出功率越大，工作频率就越低，电感量相应也要增大；而工作电压越高，电感量也越大。开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls的大小可以用仪表直接测量，一般工作频率为30～50kHz，工作电压为AC110V~220V的开关变压器，其初级线圈的电感量大约为：300～1000微亨，漏感大约为：10～100微亨；计算时，可按3～6%的比例来取值进行估算。例如：L=1000uH，则可取 Ls = 30～60uH。

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参数计算举例

2012年12月13日13:42 来源：电子发烧友网原创作者：陶显芳

2、尖峰脉冲吸收电容器容量的计算

要计算尖峰脉冲吸收电容器容量，首先要计算流过变压器初级线圈电流的最大值。计算流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。根据（26）式，当输出功率一定时，输入电压在一定的范围内，流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo基本是稳定的；变压器初、次级线圈反激输出电压的半波平均值也基本是稳定的，与输入电压的大小无关，但对应不同的输入电压必须对应不同的占空比，参看（41）、（42）式。

当流过开关变压器初级线圈的最大电流确定之后，尖峰脉冲吸收电容器容量以及电容充电时电压增量的数值就可以按（33）～（36）式进行计算。

大多数反激式开关电源的最大输出功率都在100W以下，因为用于反激式开关电源功率损耗大于10W的电源开关管种类很少，如需要较大的输出功率，一般都选用半桥式或全桥式双激式开关电源。

当考虑电阻R对电容器C充电的分流作用，以及开关管由导通到完全关断期间，漏极电流对电容器C充电的分流作用时，根据（36）式，假设分流系数r = 0.5 ，则（52）式还可改写为：

上面（52）和（53）式的计算结果，可作为对RCD尖峰脉冲吸收电路进行试验时，选择电容器容量的上限和下限，最终结果需要通过电路试验来决定。

试验时，以输入电压和输出功率的最大值为条件，然后，由大到小，选择不同容量的电容器做试验，用示波器观测电源开关管D-S两端的电压，直到Uds与最高耐压BVm两者之差能满足余量要求时，为最佳结果。

这里顺便说明一下，为什么（53）式中的分流系数取值为0.5，而不是其它数值。因为，分流系数r的取值范围是0～1，它是一个动态系数，它的大小，除了与输入电压和输出功率和RCD电路中电容、电阻的大小有关外，还与开关管的关断时间，以及电流大小有关系。

尖峰脉冲吸收电阻的计算 - 跟电源专家陶显芳学电源技术（完）：RCD尖峰脉冲吸收电路参数计

算举例

2012年12月13日13:42 来源：电子发烧友网原创作者：陶显芳

3、尖峰脉冲吸收电阻阻值的计算

纹波电压的大小与释放电阻R的大小还有关。一旦电容器的容量确定之后，释放电阻R的大小就可以根据（45）～（49）来计算。根据（38）式，电容器两端最高电压为：

把（54）和（55）式的结果代入（49）式，即可求出RC的值：

即：计算结果为：C = 4395P ； R = 4096 欧姆。

试验结果表明，（53）和（59）式的计算结果是合理的。当开关变压器初级线圈的漏感为5%时，其反激输出电压的平均功率也为5%（Pa = 2.5W）；由于电容器C两端电压的半波平均值为108V，由此可求得电阻R（4096 欧姆）损耗的功率为2.85W，与精确值2.5瓦相差0.35W。这正是把（36）式设为电容器取值范围下限，对应（53）和（59）所求得的结果，即由（59）所求得的结果还是一个保守的结果，但其离精确值已经非常近。

当输入电压为最大值（AC260V）的时候，其占空比大约只有0.3左右，因此，电容器充电的时间要比放电的时间长很多；但在电容器还充电期间变压器初级线圈会出现断流，这相当于电容器会提前放电，其结果与占空比等于0.5时的结果基本相同。但做试验时，最好还是以输入电压为最大值时为准。如电阻R的值取得小些，相当于分流系数r降低，这对降低开关管的关断损耗是有好处的，因为，开关变压器漏感储存的磁能量，一部分是通过开关管关断时产生的损耗来释放的，另一部分则是通过RCD回路中的电容充电和电阻分流来进行释放；但电阻的阻值取得太小，又会从励磁电感线圈吸收能量，降低开关电源的工作效率。

在反激式开关电源中，很多人用一个稳压二极管来代替RCD电路中的电阻和电容，用以对开关管进行过压保护，如图8所示。从原理上来说，这种方法对开关管的过压保护是非常有效的，但实践证明，这种保护方法可靠性很差。因为，当开关管关断时，1.95A（以上面计算结果为例）的电流流过150～200V的稳压二极管，其产生的瞬时功率高达290～390W，这么大的瞬时功率很容易使稳压二极管局部损伤，当损伤程度达到某个临界点后，就会产生热击穿，造成永久失效。

另外，当稳压二极管还没击穿之前，它不会对开关管分流，从而大大增大开关管的管断损耗；并且，流过稳压二极管的电流还产生很大的电流突跳，很容易产生高频电磁辐射。因此，对开关管进行过压保护，在技术性能方面，选用RC要远远优于选用稳压二极管。

减小开关变压器的漏感是提高开关电源工作效率和工作可靠性的最好方法，但这一点很少人注意。

尖峰吸收电路说课讲解

摘要：为了防止开关电源(开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成)系统中的高速开关电路存在的分布电感与电容在二极管蓄积电荷的影响下产生浪涌电压与噪声。文中通过采用RC或LC吸收电路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶磁芯和矩形磁芯进行磁吸收，从而解决了开关电源浪涌电流的产生以及抑制问题。 0 引言 开关电源的主元件大都有寄生电感与电容，寄生电容Cp一般都与开关元件或二极管并联，而寄生电感L通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用，开关元件在通断工作时，往往会产生较大的电压浪涌与电流浪涌。 开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路。另一方面，开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体元件，同时也是产生噪声的原因。为此，开关断开时，就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时，电压浪涌产生机理与开关断开时相同，因此，这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了RC、RCD、LC等吸收电路，这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路，以吸收蓄积在寄生电感中的能量，并使开关电压被钳位，从而抑制浪涌电流。 1 RC吸收电路 图1所示是一个RC吸收网络的电路图。它是电阻Rs与电容Cs串联的一种电路，同时与开关并联连接的结构。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时，也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样，由于吸收电阻的作用，其阻抗将变大，那么，吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量，从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时，吸收电容又通过开关放电，此时，其放电电流将被吸收电阻所限制。 图1 RC吸收网络电路。 2 RCD吸收电路

RCD代替RC吸收-Flyback的次级侧整流二极管的RC尖峰吸收问题

Flyback的次级侧整流二极管的RC尖峰吸收问题 关键字：整流二极管尖峰吸收 在讨论Flyback的次级侧整流二极管的RC尖峰吸收问题，在处理此类尖峰问题上此处用RCD吸收会比用RC 吸收效果更好，用RCD吸收，其整流管尖峰电压可以压得更低(合理的参数搭配，可以完全吸收，几乎看不到尖峰电压)，而且吸收损耗也更小。 整流二极管电压波形(RC吸收) 整流二极管电压波形(RCD吸收) 从这两张仿真图看来，其吸收效果相当，如不考虑二极管开通时高压降，可以认为吸收已经完全。 试验过后，你应该会很惊喜，二极管可以采用贴片的(快速开关二极管，如果参数合适，

1N4148不错)，电阻电容都可以用贴片的。 此处的RCD吸收设计，可以这样认为：为了吸收振荡尖峰，C应该有足够的容值，已便在吸收尖峰能量后，电容上的电压不会太高，为了平衡电容上的能量，电阻R需将存储在电容C中的漏感能量消耗掉，所以理想的参数搭配，是电阻消耗的能量刚好等于漏感尖峰中的能量(此时电容C端电压刚好等于Uin/N+Uo)，因为漏感尖峰能量有很多不确定因素，计算法很难凑效，所以下面介绍一种实验方法来设计 1.选一个大些的电容(如100nF)做电容C，D选取一个够耐压>1.5*(Uin/N+Uo)的超快恢复二极管(如1N4148); 2.可以选一个较小的电阻10K，1W电阻做吸收的R; 3.逐渐加大负载，并观察电容C端电压与整流管尖峰电压： 如C上电压纹波大于平均值的20%，需加大C值; 如满载时，C端电压高于Uin/N+Uo太多(20%以上，根据整流管耐压而定),说明吸收太弱，需减小电阻R; 如满载时，C上电压低于或等于Uin/N+Uo，说明吸收太强，需加大电阻R; 如满载时C上电压略高于Uin/N+Uo(5%~10%，根据整流管耐压而定)，可视为设计参数合理; 在不同输入电压下，再验证参数是否合理，最终选取合适的参数。 我们再看看两种吸收电路对应的吸收损耗问题(以Flyback为例)： 采用RC吸收：C上的电压在初级MOS开通后到稳态时的电压为V o+Ui/N,(V o为输出电压，Ui输入电压，N为变压器初次级匝比)，因为我们设计的RC的时间参数远小于开关周期，可以认为在一个吸收周期内，RC充放电能到稳态，所以每个开关周期，其吸收损耗的能量为：次级漏感尖峰能量+RC稳态充放电能量，近似为RC充放电能量=C*(V o+Ui/N)^2(R上消耗能量，每个周期充一次放一次)，所以RC吸收消耗的能量为fsw*C*(Vo+Ui/N)^2,以DC300V输入，20V输出，变压器匝比为5，开关频率为100K，吸收电容为2.2nF为例，其损耗的能量为2.2N*(20+300/5)^2*100K=1.4w ; 采用RCD吸收，因为采用RCD吸收，其吸收能量包括两部分，一部分是电容C上的DC能量，一部分就是漏感能量转换到C上的尖峰能量，因为漏感非常小，其峰值电流由不可能太大，所以能量也非常有限，相对来讲，只考虑R消耗的直流能量就好了，以上面同样的参数，C上的直流电压为V o+Ui/N=80V，电阻R取47K，其能量消耗为0.14W，相比上面的1.4W，“低碳”效果非凡。 再谈谈这两种吸收电路的特点及其他吸收电路： RC吸收：吸收尖峰的同时也将变压器输出的方波能量吸收，吸收效率低，损耗大，但电路简单，吸收周期与开关频率一致，可以用在低待机功耗电路中; RCD吸收:适合所有应用RC吸收漏感尖峰的地方(包括正激、反激、全桥、半桥等拓扑)吸收效率较RC高，但是存在一直消耗电容(一般比较大)储存的能量的情况，不适合应用在低待机功耗电路中(包括初级MOS管的漏感吸收); 再讨论一下ZENER吸收：可以应用于初级MOS漏感尖峰吸收，次级整流管电压尖峰吸收，还可应用于低待机功耗电路，吸收效率最高，成本高，但ZENER稳压参数变化较大，需仔细设计。 整流管的反向恢复只会出现在连续工作模式中，断续工作模式的电源拓扑，都不会存在整流管的反向恢复问题; 整流管的电容效应及次级杂散电容与次级漏感会引起振荡，这种振荡在整流管大的dv/dt(变压器连整流管端电压变化率)和二极管反向恢复电流(连续模式)影响下，表现为变压器输出端+输出电压通过次级漏感与整流管等杂散电容的谐振，从而引起整流管反向电压尖

开关电源的尖峰吸收电路

创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 摘要：为了防止开关电源(开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间 比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET 构成)系统中的高速开关电路存在的分布电感与电容在二极管蓄积电荷的影响下产生浪涌电压 与噪声。文中通过采用RC或LC吸收电路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶磁芯和矩 形磁芯进行磁吸收，从而解决了开关电源浪涌电流的产生以及抑制问题。 0 引言 开关电源的主元件大都有寄生电感与电容，寄生电容Cp一般都与开关元件或二极管并联，而寄生电感L通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用，开关元件在通断工作时，往 往会产生较大的电压浪涌与电流浪涌。 开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电 流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路。另一方面，开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体元件，同时也是产生噪声的原因。为此，开关断开时，就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时，电压浪涌产生机理与开关断开时相同，因此，这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了RC、RCD、LC等吸收电路，这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路，以吸收蓄积在寄生电感中的能量，并使开关电压被 钳位，从而抑制浪涌电流。 1 RC吸收电路 图1所示是一个RC吸收网络的电路图。它是电阻Rs与电容Cs串联的一种电路，同时与 开关并联连接的结构。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时，也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样，由于吸收电阻的作用，其阻抗将变大，那么，吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量，从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时，吸收电容又通过开关放电，此时，其放电电流将被吸收电阻所限制。

mos管峰值吸收电路

开关电源设计之MOS管反峰及RCD吸收回路 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管最大反峰，又要RCD吸收回路功耗最小） 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完全确定。 有了以上几个假设我们就可以先进行计算： 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，是依最高输入电压值为准。如宽电压应选择AC265V，即DC375V。 VDC＝VAC*√2 ⅱ，次级反射初级的VOR。 VOR是依在次级输出最高电压,整流二极管压降最大时计算的，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%为最小值．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的最大值。实际选取的VRCD应为最大值的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值应当在最高输入电压，最重的电源负载下，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。那么在最低输入电压，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

RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例

跟电源专家陶显芳学电源技术（完）：RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例 2012年12月13日13:42 作者：陶显芳 1、开关变压器初级线圈漏感Ls的计算 反激式开关变压器的漏感一般都比较大，漏感与初级线圈电感之比，大多数都在2～5%之间。漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构，以及气隙大小等参数有关，还与磁通密度取值的大小有关，因为磁通密度取得越大，导磁率就会越小，漏感相对也要增大。漏感小于2%或大于15%的开关变压器，其结构一般都比较特殊。 开关变压器初级线圈电感量的大小，主要与开关电源的工作频率有关，还与工作电压和输出功率的大小有关。一般输出功率越大，工作频率就越低，电感量相应也要增大；而工作电压越高，电感量也越大。开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls的大小可以用仪表直接测量，一般工作频率为30～50kHz，工作电压为AC110V~220V的开关变压器，其初级线圈的电感量大约为：300～1000微亨，漏感大约为：10～100微亨；计算时，可按3～6%的比例来取值进行估算。例如：L=1000uH，则可取 Ls = 30～60uH。

尖峰脉冲吸收电容器容量的计算 - 跟电源专家陶显芳学电源技术（完）：RCD尖峰脉冲吸收电路 参数计算举例 2012年12月13日13:42 来源：电子发烧友网原创作者：陶显芳 2、尖峰脉冲吸收电容器容量的计算 要计算尖峰脉冲吸收电容器容量，首先要计算流过变压器初级线圈电流的最大值。计算流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。根据（26）式，当输出功率一定时，输入电压在一定的范围内，流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo基本是稳定的；变压器初、次级线圈反激输出电压的半波平均值也基本是稳定的，与输入电压的大小无关，但对应不同的输入电压必须对应不同的占空比，参看（41）、（42）式。 当流过开关变压器初级线圈的最大电流确定之后，尖峰脉冲吸收电容器容量以及电容充电时电压增量的数值就可以按（33）～（36）式进行计算。

开关电源的尖峰吸收电路

摘要：为了防止(是利用现代电力技术，管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和构成)系统中的存在的分布与电容在蓄积电荷的影响下产生浪涌电压与噪声。文中通过采用RC或LC吸收电路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶和矩形磁芯进行磁吸收，从而解决了开关电源浪涌电流的产生以及抑制问题。 0 引言 开关电源的主元件大都有寄生电感与电容，寄生电容Cp一般都与或二极管并联，而寄生电感L 通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用，开关元件在通断工作时，往往会产生较大的电压浪涌与电流浪涌。 开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路。另一方面，开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体元件，同时也是产生噪声的原因。为此，开关断开时，就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时，电压浪涌产生机理与开关断开时相同，因此，这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了RC、RCD、LC等吸收电路，这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路，以吸收蓄积在寄生电感中的能量，并使开关电压被钳位，从而抑制浪涌电流。 1 RC吸收电路 图1所示是一个RC吸收网络的电路图。它是Rs与电容Cs串联的一种电路，同时与开关并联连接的结构。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时，也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样，由于吸收电阻的作用，其阻抗将变大，那么，吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量，从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时，吸收电容又通过开关放电，此时，其放电电流将被吸收电阻所限制。 图1 RC吸收网络电路。 2 RCD吸收电路 本文给出的RCD吸收电路如图2所示，它由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成，其中电阻Rs 也可以与二极管VDs并联连接。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量将通过开关的寄生电容充电，开关电压上升。其电压上升到吸收电容的电压时，吸收二极管导通，从而使开关电压被吸收二极管所钳位(约为1 V左右)，同时寄生电感中蓄积的能量也对吸收电容充电。开关接通期间，吸收电容则通过电阻放电。 图2 RCD吸收网络。 采用RC和RCD吸收电路也可以对消磁，而不必另设变压器绕组与二极管组成的去磁电路。变压器的励磁能量都会在吸收电阻中消耗掉。RC与RCD吸收电路不仅可以消耗变压器漏感中蓄积的能量，而且也能消耗变压器励磁能量，因此，这种方式同时降低了变换器的变换效率。 由于RCD吸收电路是通过二极管对开关电压钳位，效果要比RC好，同时，它也可以采用较大电阻，但能量损耗也比RC小。

尖峰吸收电路

尖峰吸收电路 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

摘要：为了防止(是利用现代电力技术，管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和构成)系统中的存在的分布与电容在蓄积电荷的影响下产生浪涌电压与噪声。文中通过采用RC或LC吸收电路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶和矩形磁芯进行磁吸收，从而解决了开关电源浪涌电流的产生以及抑制问题。 0引言 开关电源的主元件大都有寄生电感与电容，寄生电容Cp一般都与或二极管并联，而寄生电感L 通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用，开关元件在通断工作时，往往会产生较大的电压浪涌与电流浪涌。 开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路。另一方面，开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体元件，同时也是产生噪声的原因。为此，开关断开时，就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时，电压浪涌产生机理与开关断开时相同，因此，这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了RC、RCD、LC等吸收电路，这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路，以吸收蓄积在寄生电感中的能量，并使开关电压被钳位，从而抑制浪涌电流。 1RC吸收电路 图1所示是一个RC吸收网络的电路图。它是Rs与电容Cs串联的一种电路，同时与开关并联连接的结构。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时，也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样，由于吸收电阻的作用，其阻抗将变大，那么，吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量，从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时，吸收电容又通过开关放电，此时，其放电电流将被吸收电阻所限制。 图1RC吸收网络电路。 2RCD吸收电路 本文给出的RCD吸收电路如图2所示，它由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成，其中电阻Rs也可以与二极管VDs并联连接。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量将通过开关的寄生电容充电，开关电压上升。其电压上升到吸收电容的电压时，吸收二极管导通，从而使开关电压被吸收二极管所钳位(约为1V左右)，同时寄生电感中蓄积的能量也对吸收电容充电。开关接通期间，吸收电容则通过电阻放电。 图2RCD吸收网络。 采用RC和RCD吸收电路也可以对消磁，而不必另设变压器绕组与二极管组成的去磁电路。变压器的励磁能量都会在吸收电阻中消耗掉。RC与RCD吸收电路不仅可以消耗变压器漏感中蓄积的能量，而且也能消耗变压器励磁能量，因此，这种方式同时降低了变换器的变换效率。 由于RCD吸收电路是通过二极管对开关电压钳位，效果要比RC好，同时，它也可以采用较大电阻，但能量损耗也比RC小。

尖峰电压测试方法

富士450A IGBT模块测试结果 测试项目： 1.大电流时，关断的尖峰电压波形Vcep。 2.短路状态下，关断尖峰电压Vcep，以及短路保护反应时间。 3.不同吸收电容，关断尖峰差异对比。 一、8月15日，英飞凌450A模块测试结果。 1.大电流下关断尖峰电测试。 测试条件：Vce=540V,下管用线圈短路。CH1：Vge; CH2:Vce; CH3:Ic; 双脉冲设置：T1=14us,T2=6us,T3=14us,Ic=488A时，关断尖峰电压Vcep=948V

双脉冲设置：T1=14us,T2=6us,T3=32us,Ic=798A时，关断尖峰电压Vcep=1010V 2.英飞凌模块短路测试结果。 测试条件：Vce=540V, 下管用1m长导线短路起来。CH1：Vge; CH2:Vce; CH3:Ic; CH4:Vge(信号源)。 短路时，关断尖峰电压Vcep=928V，从测试结果看，英飞凌短路测试短路电流Isc=1590A，基本为3.6倍的额定电流Ic. 二、8月16日，富士450A模块测试结果。 2.大电流下关断尖峰电测试。

测试条件：Vce=540V,下管用线圈短路。CH1：Vge; CH2:Vce; CH3:Ic。 双脉冲设置：T1=14us,T2=6us,T3=14us,Ic=523A时，关断尖峰电压Vcep=719V, ΔVcep=179V 双脉冲设置：T1=14us,T2=6us,T3=28us, Ic=767A时，关断尖峰电压Vcep=731V，ΔVcep=187V。 3.富士450A模块短路测试结果。 测试条件：Vce=540V, 下管用1m长导线短路起来。CH1：Vge; CH2:Vce; CH3:Ic; CH4:Vge(信号源)。

RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例

RCD尖峰脉冲吸收电路参数计算举例 1、开关变压器初级线圈漏感Ls的计算 反激式开关变压器的漏感一般都比较大，漏感与初级线圈电感之比，大多数都在2～5%之间。漏感的大小主要与变压器初、次级线圈的绕法、铁芯和骨架的结构，以及气隙大小等参数有关，还与磁通密度取值的大小有关，因为磁通密度取得越大，导磁率就会越小，漏感相对也要增大。漏感小于2%或大于15%的开关变压器，其结构一般都比较特殊。 开关变压器初级线圈电感量的大小，主要与开关电源的工作频率有关，还与工作电压和输出功率的大小有关。一般输出功率越大，工作频率就越低，电感量相应也要增大；而工作电压越高，电感量也越大。开关变压器初级线圈的电感L和漏感Ls的大小可以用仪表直接测量，一般工作频率为30～50kHz，工作电压为AC110V~220V的开关变压器，其初级 线圈的电感量大约为：300～1000微亨，漏感大约为：10～100微亨；计算时，可按3～6%的比例来取值进行估算。例如：L=1000uH，则可取 Ls = 30～60uH。 2、尖峰脉冲吸收电容器容量的计算 要计算尖峰脉冲吸收电容器容量，首先要计算流过变压器初级线圈电流的最大值。计算流过变压器初级线圈的最大电流Im可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。电流Im 可根据开关电源的最大输入功率Pm来估算。根据（26）式，当输出功率一定时，输入电压在一定的范围内，流过变压器初级线圈的最大电流Im和输出电压Uo基本是稳定的；变压器初、次级线圈反激输出电压的半波平均值也基本是稳定的，与输入电压的大小无关，但对应不同的输入电压必须对应不同的占空比，参看（41）、（42）式。

整流管尖峰吸收电路探讨

整流管尖峰吸收电路探讨 电源网讯 最近在电源网上看到还有朋友在讨论Flyback 的次级侧整流二极管的RC 尖峰吸收问题，觉得大家在处理此类尖峰问题上仍过于传统，其实此处用RCD 吸收会比用RC 吸收效果更好，用RCD 吸收，其整流管尖峰电压可以压得更低（合理的参数搭配，可以完全吸收，几乎看不到尖峰电压），而且吸收损耗也更小。 整流二极管电压波形（RC 吸收）

整流二极管电压波形（RCD吸收） 从这两张仿真图看来，其吸收效果相当，如不考虑二极管开通时高压降，可以认为吸收已经完全。 试验过后，你应该会很惊喜，二极管可以采用贴片的（快速开关二极管，如果参数合适，1N4148不错），电阻电容都可以用贴片的。 如果是此处的RC吸收电路参数设计的话，参考帖： https://www.wendangku.net/doc/9a14500652.html,/topic/200377，那里有比较详细的说明； 此处的RCD吸收设计，可以这样认为：为了吸收振荡尖峰，C应该有足够的容值，已便在吸收尖峰能量后，电容上的电压不会太高，为了平衡电容上的能量，电阻R需将存储在电容C 中的漏感能量消耗掉，所以理想的参数搭配，是电阻消耗的能量刚好等于漏感尖峰中的能量(此时电容C端电压刚好等于Uin/N+Uo)，因为漏感尖峰能量有很多不确定因素，计算法很难凑效，所以下面介绍一种实验方法来设计 1.选一个大些的电容(如100nF)做电容C，D选取一个够耐压>1.5*(Uin/N+Uo)的超快恢复二极管（如1N4148）； 2.可以选一个较小的电阻10K，1W电阻做吸收的R； 3.逐渐加大负载，并观察电容C端电压与整流管尖峰电压：

如C上电压纹波大于平均值的20%，需加大C值； 如满载时，C端电压高于Uin/N+Uo太多（20%以上，根据整流管耐压而定）,说明吸收太弱，需减小电阻R； 如满载时，C上电压低于或等于Uin/N+Uo，说明吸收太强，需加大电阻R； 如满载时C上电压略高于Uin/N+Uo（5%~10%，根据整流管耐压而定），可视为设计参数合理； 在不同输入电压下，再验证参数是否合理，最终选取合适的参数。 我们再看看两种吸收电路对应的吸收损耗问题（以Flyback为例）： 采用RC吸收：C上的电压在初级MOS开通后到稳态时的电压为Vo+Ui/N,(Vo为输出电压，Ui输入电压，N为变压器初次级匝比)，因为我们设计的RC的时间参数远小于开关周期，可以认为在一个吸收周期内，RC充放电能到稳态，所以每个开关周期，其吸收损耗的能量为：次级漏感尖峰能量+RC稳态充放电能量，近似为RC充放电能量=C*(Vo+Ui/N)^2(R上消耗能量，每个周期充一次放一次)，所以RC吸收消耗的能量为 fsw*C*(Vo+Ui/N)^2,以DC300V 输入，20V输出，变压器匝比为5，开关频率为100K，吸收电容为2.2nF为例，其损耗的能量为2.2N*(20+300/5)^2*100K=1.4w ； 采用RCD吸收，因为采用RCD吸收，其吸收能量包括两部分，一部分是电容C上的DC能量，一部分就是漏感能量转换到C上的尖峰能量，因为漏感非常小，其峰值电流由不可能太大，所以能量也非常有限，相对来讲，只考虑R消耗的直流能量就好了，以上面同样的参数，C 上的直流电压为Vo+Ui/N=80V，电阻R取47K，其能量消耗为0.14W，相比上面的1.4W，“低碳”效果非凡。 再谈谈这两种吸收电路的特点及其他吸收电路： RC吸收：吸收尖峰的同时也将变压器输出的方波能量吸收，吸收效率低，损耗大，但电路简单，吸收周期与开关频率一致，可以用在低待机功耗电路中； RCD吸收:适合所有应用RC吸收漏感尖峰的地方（包括正激、反激、全桥、半桥等拓扑）吸收效率较RC高，但是存在一直消耗电容（一般比较大）储存的能量的情况，不适合应用在低待机功耗电路中（包括初级MOS管的漏感吸收）； 再讨论一下ZENER吸收：可以应用于初级MOS漏感尖峰吸收，次级整流管电压尖峰吸收，还可应用于低待机功耗电路，吸收效率最高，成本高，但ZENER稳压参数变化较大，需仔细设计。 整流管的反向恢复只会出现在连续工作模式中，断续工作模式的电源拓扑，都不会存在整流管的反向恢复问题； 整流管的电容效应及次级杂散电容与次级漏感会引起振荡，这种振荡在整流管大的dv/dt （变压器连整流管端电压变化率）和二极管反向恢复电流（连续模式）影响下，表现为变压

基于开关电源的尖峰吸收电路设计

摘要：为了防止开关电源系统中的高速开关电路存在的分布电感与电容在二极管蓄积电荷的影响下产生浪涌电压与噪声。文中通过采用RC或LC吸收电路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶磁芯和矩形磁芯进行磁吸收，从而解决了开关电源浪涌电流的产生以及抑制问题。 关键词：开关电源；浪涌电流；吸收电路 0引言 开关电源的主元件大都有寄生电感与电容，寄生电容Cp一般都与开关元件或二极管并联，而寄生电感L通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用，开关元件在通断工作时，往往会产生较大的电压浪涌与电流浪涌。 开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路。另一方面，开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体元件，同时也是产生噪声的原因。为此，开关断开时，就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时，电压浪涌产生机理与开关断开时相同，因此，这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了RC、RC D、LC等吸收电路，这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路，以吸收蓄积在寄生电感中的能量，并使开关电压被钳位，从而抑制浪涌电流。 1RC吸收电路 图1所示是一个RC吸收网络的电路图。它是电阻Rs与电容Cs串联的一种电路，同时与开关并联连接的结构。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时，也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样，由于吸收电阻的作用，其阻抗将变大，那么，吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量，从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时，吸收电容又通过开关放电，此时，其放电电流将被吸收电阻所限制。 -- 2RCD吸收电路 本文给出的RCD吸收电路如图2所示，它由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs构成，其中电阻Rs也可以与二极管VDs并联连接。若开关断开，蓄积在寄生电感中的能量将通过开关的寄生电容充电，开关电压上升。其电压上升到吸收电容的电压时，吸收二极管导通，从而使开关电压被吸收二极管所钳位(约为1V左右)，同时寄生电感中蓄积的能量也对吸收电容充电。开关接通期间，吸收电容则通过电阻放电。