[发明专利]用于反激式开关电源的无损吸收电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于反激式开关电源的集无损吸收和辅助电源为一 体的电路。

背景技术

基本的反激式电源电路(见图1)，在反激式开关电源中，由于变压器 漏感的存在及其它分布参数的影响，在电源工作中开关管Q1的关断瞬间会 产生很大的尖峰电压Vclamp，见图2开关管Q1关断过程中漏极的电压波形。 这个尖峰电压Vclamp严重威胁着开关管Q1的正常工作，影响整个系统的运 行稳定和安全，并产生EMI问题，必须采取措施对其进行拑位或者吸收。 目前，有很多种方法可以实现这个目的，其中的RCD吸收装置以其结构简 单，成本低廉的特点而得以广泛应用，如图3为RCD吸收基本电路，图中 阴影部分为RCD吸收部分，Lpri1为变压器初级电感，Llr为变压器漏感。 该装置工作过程如下：当控制器控制开关管M1导通时，变压器初级线圈 Lpri1、变压器漏感Llr中的电流逐渐增加，能量存储在变压器初级电感Lpri1 和变压器漏感Llr中；当开关管M1关闭时，Lpri1中的能量将转移到副边输 出，但变压器漏感Llr中的能量不会传递到副边，如果没有RCD吸收装置， 变压器漏感Llr中的能量(L指漏感，I指开关管关断前流过的最大电流) 将会在开关管M1关断瞬间转移到开关管M1的漏源极间电容和开关管M1 漏级的杂散电容中，这个能量被分布电容吸收，根据电容中的能量规则 因为这些分布电容的容量非常小，所以分布电容会产生非常高的 电压，从而使开关管M1的漏极产生非常高的尖峰电压，即图2中的Vclamp。 而开关管M1承受的电压应力为Vc+Vor+Vin，其中Vc为电容上产生的尖峰 电压，Vor=NpNsVout,]]>Np：初级线圈匝数，Ns：次级线圈匝数，Vout：输出 电压。若加上RCD吸收装置后，其中的电容C2容量远大于分布电容，变 压器漏感Llr中的大部分能量将在开关管M1关断瞬间转移到拑位电路的拑 位电容C2上，根据电容储能的公式，能量不变的情况下，电容C和电压的 平方U²成反比，所以容量大的电容产生的尖峰电压较低，然后这部分能量 被拑位电阻R0消耗，为下次吸收做准备，这样在开关管M1关断过程中就 大大减少了开关管M1的电压应力。

如上所述，RCD吸收装置缓解开关管M1的高压应力，是通过把变压 器漏感Llr能量消耗在拑位电阻R0上来完成的，这造成了这一部分能量的 浪费，在吸收漏感能量时要得到较好的吸收效果，即让尖峰电压Vclamp 的尖峰较小，这样就的使拑位电容C2的取值要足够大，并且要把每次吸 收的能量由拑位电阻R0消耗了，由于拑位电容C2的能量为 Wc=12CU2=12C2*Vclamp2,]]>所以要取得越好的效果电容C2的取值就偏大， 这样损耗越多。为了减少功率损失，还可以使用如图4所示的无损吸收电 路。