開關(guān)電源設(shè)計(jì)之MOS管反峰及RCD吸收回路

對(duì)于一位開關(guān)電源工程師來說，在一對(duì)或多對(duì)相互對(duì)立的條件面前做出選擇，那是常有的事。而我們今天討論的這個(gè)話題就是一對(duì)相互對(duì)立的條件。（即要限制主MOS管最大反峰，又要RCD吸收回路功耗最小）

在討論前我們先做幾個(gè)假設(shè)：

① 開關(guān)電源的工作頻率范圍:20~200KHZ；

② RCD中的二極管正向?qū)〞r(shí)間很短（一般為幾十納秒）；

③ 在調(diào)整RCD回路前主變壓器和MOS管，輸出線路的參數(shù)已經(jīng)完全確定。

有了以上幾個(gè)假設(shè)我們就可以先進(jìn)行計(jì)算：

一﹑首先對(duì)MOS管的VD進(jìn)行分段：

ⅰ，輸入的直流電壓VDC；

ⅱ，次級(jí)反射初級(jí)的VOR；

ⅲ，主MOS管VD余量VDS；

ⅳ，RCD吸收有效電壓VRCD1。

二﹑對(duì)于以上主MOS管VD的幾部分進(jìn)行計(jì)算：

ⅰ，輸入的直流電壓VDC。

在計(jì)算VDC時(shí)，是依最高輸入電壓值為準(zhǔn)。如寬電壓應(yīng)選擇AC265V，即DC375V。

VDC＝VAC *√2

ⅱ，次級(jí)反射初級(jí)的VOR。

VOR是依在次級(jí)輸出最高電壓,整流二極管壓降最大時(shí)計(jì)算的，如輸出電壓為：5.0V±5%（依Vo =5.25V計(jì)算），二極管VF為0.525V（此值是在1N5822的資料中查找額定電流下VF值）．

VOR＝(VFVo)*Np/Ns

ⅲ，主MOS管VD的余量VDS．

VDS是依MOS管VD的10%為最小值．如KA05H0165R的VD=650應(yīng)選擇DC65V．

VDC＝VD* 10%

ⅳ，RCD吸收VRCD．

MOS管的VD減去ⅰ，ⅲ三項(xiàng)就剩下VRCD的最大值。實(shí)際選取的VRCD應(yīng)為最大值的90%（這里主要是考慮到開關(guān)電源各個(gè)元件的分散性，溫度漂移和時(shí)間飄移等因素得影響）。

VRCD＝(VD-VDC -VDS)*90%

注意：① VRCD是計(jì)算出理論值，再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，使得實(shí)際值與理論值相吻合．

② VRCD必須大于VOR的1.3倍．（如果小于1.3倍，則主MOS管的VD值選擇就太低了）

③ MOS管VD應(yīng)當(dāng)小于VDC的2倍．（如果大于2倍，則主MOS管的VD值就過大了）

④ 如果VRCD的實(shí)測值小于VOR的1.2倍，那么RCD吸收回路就影響電源效率。

⑤ VRCD是由VRCD1和VOR組成的

ⅴ，RC時(shí)間常數(shù)τ確定．

τ是依開關(guān)電源工作頻率而定的，一般選擇10~20個(gè)開關(guān)電源周期。

三﹑試驗(yàn)調(diào)整VRCD值

首先假設(shè)一個(gè)RC參數(shù)，R=100K/RJ15, C="10nF/1KV"。再上市電，應(yīng)遵循先低壓后高壓，再由輕載到重載的原則。在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密注視RC元件上的電壓值，務(wù)必使VRCD小于計(jì)算值。如發(fā)現(xiàn)到達(dá)計(jì)算值，就應(yīng)當(dāng)立即斷電，待將R值減小后，重復(fù)以上試驗(yàn)。（RC元件上的電壓值是用示波器觀察的，示波器的地接到輸入電解電容“＋”極的RC一點(diǎn)上，測試點(diǎn)接到RC另一點(diǎn)上）。一個(gè)合適的RC值應(yīng)當(dāng)在最高輸入電壓，最重的電源負(fù)載下，VRCD的試驗(yàn)值等于理論計(jì)算值。

四﹑試驗(yàn)中值得注意的現(xiàn)象

輸入電網(wǎng)電壓越低VRCD就越高，負(fù)載越重VRCD也越高。那么在最低輸入電壓，重負(fù)載時(shí)VRCD的試驗(yàn)值如果大于以上理論計(jì)算的VRCD值，是否和（三）的內(nèi)容相矛盾哪？一點(diǎn)都不矛盾，理論值是在最高輸入電壓時(shí)的計(jì)算結(jié)果，而現(xiàn)在是低輸入電壓。重負(fù)載是指開關(guān)電源可能達(dá)到的最大負(fù)載。主要是通過試驗(yàn)測得開關(guān)電源的極限功率。

五﹑RCD吸收電路中R值的功率選擇

R的功率選擇是依實(shí)測VRCD的最大值，計(jì)算而得。實(shí)際選擇的功率應(yīng)大于計(jì)算功率的兩倍。

編后語：RCD吸收電路中的R值如果過小，就會(huì)降低開關(guān)電源的效率。然而，如果R值如果過大，MOS管就存在著被擊穿的危險(xiǎn)。