如何抑制反激電源中的振鈴現(xiàn)象？詳解-KIA MOS管

反激電源是最常用的拓?fù)渲?。其變壓器漏感常?huì)引起原邊振鈴，并導(dǎo)致會(huì)損壞 MOSFET 的電壓尖峰。因此，通過(guò)變壓器和MOSFET 組件的合理設(shè)計(jì)來(lái)控制振鈴非常重要。

在反激電路中，MOS管關(guān)斷之后變壓器會(huì)將原邊的能量轉(zhuǎn)移到副邊。但漏感中的能量卻無(wú)法轉(zhuǎn)移，這部分的能量會(huì)在電路中的雜散電容上產(chǎn)生振鈴。

所以說(shuō)振鈴產(chǎn)生的根本原因是漏感的存在，但是漏感是無(wú)法消除的，一般只能通過(guò)設(shè)計(jì)繞線方式來(lái)減小漏感，漏感量通常是1%-5%的電感量。

常用減小漏感的繞線方式就是“三明治”繞線法，類(lèi)似我們吃到三明治，將初次繞組Np一分為2，將次級(jí)繞組Ns包住，即先繞制一半Np，再繞輔助繞組，最后再繞剩下一半Np。

反激電路中，MOS在關(guān)斷后，其兩端電壓由三部分組成，輸入電壓最大值Vinmax，副邊折射電壓VoR=N x Vout和振鈴產(chǎn)生的尖峰電壓Vspike，在輸入輸出電壓，匝比N和MOS選定的情況下，我們就需要盡量抑制Vspike來(lái)保證MOS工作在應(yīng)力范圍內(nèi)。

在抑制振鈴方面，通常工程師會(huì)選擇RCD鉗位電路，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本較低， 并且可以有效壓制電壓尖峰。

正確選擇 RCD 鉗位電路至關(guān)重要，因?yàn)椴焕硐氲碾娮韬碗娙葜禃?huì)增加 MOSFET 的應(yīng)力或電路功耗。

 圖 3 顯示出，當(dāng) MOSFET 導(dǎo)通時(shí)，能量存儲(chǔ)在勵(lì)磁電感 (LM) 和漏電感 (LS) 中；當(dāng) MOSFET 關(guān)斷時(shí)，LM 中的能量被轉(zhuǎn)移到副邊，但漏感能量不會(huì)轉(zhuǎn)移。

漏感會(huì)被釋放以導(dǎo)通D1，并為 C1充電。一旦充電電壓達(dá)到 VCLAMP，則D1 關(guān)斷，C1 通過(guò)R1放電。

圖 3：MOSFET 導(dǎo)通/關(guān)斷時(shí)的能量傳輸

MOS開(kāi)通時(shí)刻，能量存儲(chǔ)在勵(lì)磁電感Lm和漏感Ls中，當(dāng)MOS關(guān)斷時(shí)候，Lm中能量會(huì)傳到副邊，但漏感中能量卻不會(huì)。這時(shí)候漏感會(huì)釋能，D1導(dǎo)通給C1充電，當(dāng)充電電壓到達(dá)Vclamp時(shí)，D1截止，C1通過(guò)R1放電。

接下來(lái)，根據(jù)能量守恒的原則和以上的計(jì)算公式，可以推導(dǎo)出R1值（見(jiàn)如下計(jì)算公式），R1在具體選擇時(shí)需要考慮電阻功率1/3的降額。

箝位電容C1的值應(yīng)取得足夠大以保證其在吸收漏感能量時(shí)自身的脈動(dòng)電壓足夠小，通常取這個(gè)脈動(dòng)電壓為箝位電壓的5%--10%這樣，我們就可通過(guò)下式來(lái)確定C1的最小值，C1需要選擇寄生R和L較小的。

總而言之，想要控制好反激原邊振鈴，RCD可以作為一種簡(jiǎn)單有效的抑制手段，通過(guò)合理設(shè)置RC，可以較好地吸收漏感能量，同時(shí)不消耗主勵(lì)磁電感能力，還能將尖峰電壓鉗位到一個(gè)合理的范圍內(nèi)，既抑制了電壓尖峰，又減輕了功率器件開(kāi)關(guān)應(yīng)力，一舉兩得。

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