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开关电源模块中尖峰危害和吸收电路解析

浏览次数:245次04/02/2019  

在开关电源中,常见电感和电容,寄生电容一般和开关元件或二极管并联,寄生电感与其串联。由于存在电感电容,开关电源模块在通断工作时,会产生较大的电压和电流浪涌。开关电源模块中尖峰的危害会造成元件损坏,或电路工作异常,采用吸收电路,可以抑制浪涌电流。


电压尖峰是电感续流引起的,引起电压尖峰的电感有线路分布电感、变压器漏感、器件等效模型中的感性成分等,电压尖峰的电流引起有拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等原因。


吸收和缓冲电路的作用:

1、可以防止元器件损坏,吸收电路用于防止电压击穿,缓冲电路用于防止电流击穿。

2、可以减低开关器件的损耗,或实现某程度的关软开。

3、降低di/di和dv/dt,降低振铃,改善EMI。


常见的吸收电路有LC吸收电路、RC吸收电路、RCD吸收电路,工作原理是在开关断开时为开关提供旁路,吸收积蓄在寄生电感的能量,并使开关电压被钳位。


LC吸收电路是由电容、电感、电阻等元件和电子器件组成,一种能够产生振荡电流或有滤波作用的电路。

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如上图所示:当开关断开,积蓄在漏磁或励磁等电感中的能量可通过VD经电容C放电,使吸收电容C电压反向,继而使变压器由电容电压消磁。

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RC吸收电路如上图所示:是由电阻和电容串联的一种电路,同时与开关并联连接的结构,当开关断开,积蓄在寄生电感中的能量对开关寄生电容充电的同时,会通过吸收电阻对吸收电容充电。由于吸收电阻的作用,其阻抗将变大,吸收电容相当等效地增加开关的并联电容容量,抑制开关断开的电压浪涌。当开关接通时,吸收电容又通过开关放电。

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RCD吸收电路如上图所示:是由电阻、电容和二极管构成,电阻也可以和二极管并联连接。当开关断开时,积蓄在寄生电感中的能量将通过开关寄生电容充电,开关电压上升。当其电压上升到吸收电容的电压时,吸收二极管导通使开关电压被吸收二极管所钳位,同时寄生电感中蓄积的能量对吸收电容充电。在开关接通期间,吸收电容通过电阻放电。

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