MOS管RC缓冲电路参数计算详解-KIA MOS管

在(zai)带变压器的(de)开(kai)关电(dian)(dian)(dian)源(yuan)拓扑(pu)中(zhong)，开(kai)关管关断时(shi)，电(dian)(dian)(dian)压和电(dian)(dian)(dian)流的(de)重叠引起的(de)损耗(hao)是开(kai)关电(dian)(dian)(dian)源(yuan)损耗(hao)的(de)主要(yao)部(bu)分，同时(shi)，由(you)于电(dian)(dian)(dian)路中(zhong)存(cun)在(zai)杂散(san)(san)电(dian)(dian)(dian)感和杂散(san)(san)电(dian)(dian)(dian)容，在(zai)功率(lv)开(kai)关管关断时(shi)，电(dian)(dian)(dian)路中(zhong)也(ye)会出现过电(dian)(dian)(dian)压并且(qie)产生振荡。

如果(guo)尖(jian)峰电(dian)压(ya)过高，就会(hui)损坏开关管(guan)。同时，振荡(dang)的存在也会(hui)使输出纹波增大(da)。为了降低关断(duan)损耗和尖(jian)峰电(dian)压(ya)，需要在开关管(guan)两端并联缓冲电(dian)路(lu)以改善电(dian)路(lu)的性能。

缓冲电(dian)路的(de)主要作用有：一(yi)是减少导通或关断(duan)损耗(hao)；二是降低(di)电(dian)压(ya)或电(dian)流(liu)尖峰；三是降低(di)dV/dt或dI/dt。由于MOSFET管的(de)电(dian)流(liu)下降速度很快(kuai)，所以(yi)它的(de)关断(duan)损耗(hao)很小。

虽然MOSFET管(guan)依然使(shi)用关断缓冲电路，但它的作用不是减(jian)少关断损耗(hao)，而是降低变压(ya)器漏(lou)感尖峰电压(ya)。

RC缓冲电路

为了降低开(kai)关节点产生的(de)尖(jian)峰电(dian)(dian)压(ya)，可(ke)考虑(lv)增(zeng)加RC缓冲(chong)电(dian)(dian)路(lu)。在下(xia)面的(de)示例中，整(zheng)流二极管关断（高(gao)边开(kai)关导通）时，RC缓冲(chong)电(dian)(dian)路(lu)可(ke)将(jiang)二极管的(de)接合部、寄(ji)(ji)生电(dian)(dian)感、寄(ji)(ji)生电(dian)(dian)容、PCB版图的(de)电(dian)(dian)感中积(ji)蓄的(de)电(dian)(dian)荷放(fang)电(dian)(dian)，并通过电(dian)(dian)阻(zu)转换为热，从而(er)降低尖(jian)峰电(dian)(dian)压(ya)。

RC的值一般以R=2Ω、C=470pF左右为出发点，通过实际确认(ren)来找出最(zui)佳值。

需要注意的(de)是，增加缓冲(chong)电路(lu)会导致开(kai)关转换(huan)变(bian)慢，效率(lv)下降，所以(yi)需要探讨(tao)噪声水平和效率(lv)之间的(de)平衡点。

另(ling)外，前提是电(dian)阻将(jiang)噪(zao)声(sheng)电(dian)压转换(huan)为热，所以(yi)需要注意电(dian)阻的容(rong)许损(sun)耗(hao)。电(dian)阻的损(sun)耗(hao)可通过以(yi)下公式计算(suan)出来。

损耗＝C×VIN²×fSW

缓冲电(dian)路不仅可用于低边(bian)(bian)侧(ce)(ce)，在高边(bian)(bian)侧(ce)(ce)也经常(chang)使(shi)用。

RC缓冲电路相关参数计算

1.测试原始振铃信(xin)号

先把RC都不接，测(ce)一下过冲电压的(de)谐振频率

测的是35M

2.计算电(dian)容(rong)值(zhi)

把R用0Ω电(dian)(dian)阻(zu)短接(jie)掉，焊(han)接(jie)一个100pf的(de)(de)电(dian)(dian)容(rong)(rong)上去(这个电(dian)(dian)容(rong)(rong)必须是(shi)C0G材质)，然(ran)后(hou)不断增加(jia)电(dian)(dian)容(rong)(rong)的(de)(de)值，直到谐振频率降低为原来(lai)的(de)(de)0.5倍左右(you)，这时候寄生的(de)(de)电(dian)(dian)容(rong)(rong)是(shi)你加(jia)的(de)(de)电(dian)(dian)容(rong)(rong)的(de)(de)1/3；

如下图(tu)是加(jia)了330pf后(hou)，频率刚好为17.5M，寄(ji)生电容大(da)概为110pf，那么(me)我们这时候就可以(yi)算(suan)C的(de)值(zhi)，C的(de)值(zhi)大(da)概取4倍寄(ji)生电容的(de)值(zhi)就可以(yi)，所(suo)以(yi)可以(yi)选440pf附(fu)近的(de)；

当然这个电容值不一(yi)定按四(si)倍来选，可以按3~9倍来选，电容越(yue)大损耗(hao)越(yue)高，吸收效果(guo)越(yue)好(hao)。

3.计算寄(ji)生电(dian)感(gan)

由于f=1/2pispr(L*C)，上面已经得到寄生电(dian)感(gan)为(wei)(wei)110pf，f为(wei)(wei)35M

可得L为0.118uf

4.计算特征阻抗

由于z=sqr(L/C)

可(ke)得：

z为(wei)41

5.得(de)出电(dian)阻值

我们RC的(de)电阻就可以选(xuan)41Ω附近的(de)电阻，比(bi)41Ω稍微大(da)一(yi)点即可。

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