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限制主MOS管最大反峰和RCD吸收回路功耗最小可以同时实现吗?
- ~6 H: y" `7 ~ V【导读】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)) k; ~' k+ l7 B5 L0 L
# U2 g ^! a0 s( A" F: A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;2 }$ m, B/ c) I7 N' E6 G
② RCD中的二极管正向导通时间很短(一般为几十纳秒);, k0 l3 e0 m* H) I l* ?# f2 i8 i* `" i
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。
+ f- W0 b, a8 z( g& u图题:MOS管 有了以上几个假设我们就可以先进行计算: 首先对MOS管的VD进行分段: e' h% U) M# V1 z! ]
, e5 Z! ?! H+ E d" |* l( hⅰ,输入的直流电压VDC;3 u V D( @- d: q
ⅱ,次级反射初级的VOR;
+ @0 b/ P/ N& |% O1 Z) ^! o$ Y* M' {ⅲ,主MOS管VD余量VDS;
, x( R& ]0 A$ L# Z: U. q9 w' @ⅳ,RCD吸收有效电压VRCD1。
" m& }- D7 Z" T
, w0 T. j0 H( \对于以上主MOS管VD的几部分进行计算:
0 k- \9 y) t4 z
* l$ k: v4 B" p! z% uⅰ,输入的直流电压VDC。; k3 c& M+ S7 i" t4 ^
& q( I( P) i m/ h# e1 l+ D) B3 q
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。3 F( N- W' f6 n" ~$ |% L, n1 n
VDC=VAC *√2
& o( T% Q$ H8 o1 R1 h4 ?1 L
, F: h6 |9 Q7 P0 S* a6 m- rⅱ,次级反射初级的VOR。
! t+ a2 e- Q1 l2 ^9 w 6 m- c2 ^9 n8 S1 e0 u
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).
+ B+ G$ ^. s0 u; {4 b# qVOR=(VF Vo)*Np/Ns8 k) S, f) p+ `0 P7 w
3 Q% h L1 S" m0 P
ⅲ,主MOS管VD的余量VDS。
- Y. j" u* O8 \( c E+ Z; B i- k3 m- N * D; Z1 q: u% g' ~9 ~$ D* b1 B
VDS是依MOS管VD的10%为最小值.如KA05H0165R的VD=650应选择DC65V.
. o) |& \/ l5 G1 @: ZVDC=VD* 10% q3 I4 L' W3 n6 j
! }. ~. ]% x5 F$ b3 F
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)。5 u9 D' {* M6 Y5 h" Z; b
VRCD=(VD-VDC -VDS)*90% d, e3 k& n% w5 a8 ~% i
9 O& R) h2 N; U/ k$ j
注意:# z+ o0 Y( e0 l* j* U0 c( e* v9 S
* B8 }0 x# G/ D2 G+ M' r① VRCD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。
& D- x% H6 }8 _/ y② MOS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)。" k9 G; C. F/ j8 F# a) L
③ VRCD是由VRCD1和VOR组成的。& d$ F! ]* r9 l9 d! M, F# Z& |" g
④ VRCD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)。+ b; h" [. h/ a+ R& i) ]
⑤ 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。
& q M* s5 O9 g0 q+ {- b * o. `; K& A" I+ I. _
ⅴ,RC时间常数τ确定。, }& X( J; m# K3 p
* b1 P5 X) n( W9 A
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。 试验调整VRCD值
' t4 j7 S, a6 O% x: R) P $ O$ M3 d% c* z' F# h$ {1 _
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。0 I1 |& L$ C- S% B% R
0 e# l. A0 l. n
试验中值得注意的现象. p7 k: L2 g" ?
& d# X+ W" }" }9 W. A- u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)的内容相矛盾哪?一点都不矛盾,理论值是在最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最大负载。主要是通过试验测得开关电源的极限功率。
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( c% c8 M& S2 s0 W/ E' M' I$ W4 HRCD吸收电路中R值的功率选择# X4 B2 M' t' t, N) r
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R的功率选择是依实测VRCD的最大值,计算而得。实际选择的功率应大于计算功率的两倍。
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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。 2 x$ M: S3 U0 A, p y- k7 p
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