用于電源設計的緩沖正向轉換器
計算要添加多少電容和電阻是一項具有挑戰性的任務。下面是解決這個問題的捷徑。圖1顯示了正向轉換器的功率級。轉換器由干式變壓器操作，干式變壓器將輸入電壓耦合到次級電路，然后次級電路對輸入電壓進行整流和濾波。干式變壓器反射主電壓和漏電感形成一個低阻抗電路，當D2通過這樣一個電阻被強制換向斷開時，通常需要一個緩沖器。D2可以是一個硅p-n二極管，它具有反向恢復充電功能，必須在關閉前耗盡。這會增加漏電感中的過量電流，導致高頻振鈴和過高的二極管電壓。肖特基二極管和同步整流器的情況類似，前者是由于其結電容大，后者是由于其關斷延遲時間。
圖1漏電感延遲D2閉合。圖2顯示了一些電路波形。頂部跡線是Q1泄漏電壓，中間跡線是D1和D2連接點處的電壓，底部跡線是流經D1的電流。在上圖中，您可以看到，當Q1打開時，其漏極電壓下降到輸入電壓以下，這導致二極管D1的電流增加。如果D2沒有反向恢復充電功能，當D1電流等于輸出電流時，節點電壓會上升。因為D2有反向恢復充電功能，D1電流會進一步加大，開始消耗電荷。一旦電荷耗盡，二極管關閉，這導致增加的節點電壓進一步增加。請注意，電流將增加，直到節點電壓等于反射輸入電壓，因為漏電感兩端有一個正電壓。隨著電流的增加，這個電流會對寄生電容充電，在電路中引起更多的振鈴和損耗。
圖2 D2關閉時，D2將導致過度振鈴
這些振鈴波形可能是不可接受的，因為它們可能會導致電磁干擾問題或給二極管帶來不可接受的電壓應力。D2的RC緩沖器可以大大減少振鈴，同時幾乎不影響效率。您可以使用以下等式計算振鈴頻率(參見等式1):
等式1:
但是怎么知道電路中L和C的值呢？訣竅是通過在D2增加一個已知電容的電容來降低振鈴頻率，這樣你就得到兩個方程和兩個未知數。如果你加一個電容，正好能把振鈴頻率減半，那就更容易計算出上面的數值。要將頻率降低一半，您需要的總電容是您較初使用的寄生電容的4倍。然后，只需將增加的電容除以3，即可得到寄生電容。圖3示出了當頻率是初始振鈴頻率的一半時，D2兩端的470 pF電容器的波形。因此，電路的寄生電容約為150 pF。請注意，僅增加電容對振鈴幅度影響不大，電路需要一些電阻來抑制振鈴。這也是電容系數3是一個好的起點的另一個原因。如果電阻器選擇得當，它可以提供出色的阻尼效果，同時較大限度地降低對效率的影響。阻尼電阻的較佳值幾乎是寄生元件的典型電阻(見等式2)。信息來自：輸配電設備網絡
等式2:信息源：http://tede.cn
圖3將振鈴頻率提高了兩倍，以完成寄生計算。利用35 MHz振鈴頻率和150 pF寄生電容的等式1，可以計算出漏感為150 nH。將150 nH代入等式2，得到大約30歐姆的緩沖電阻值。圖4顯示了添加緩沖電阻的效果。振鈴完全消除，電壓應力從60V降低到40V。這樣就可以選擇一個額定電壓較低的二極管，從而提高效率。該過程的較后一步是計算緩沖電阻損耗。該過程的較后一步可以使用等式3來完成，其中f是工作頻率：信息源：等式3: #p#分頁標題#e#
一旦計算完成，您需要確定電路是否能夠承受緩沖器中的損耗。如果不能，需要平衡振鈴和緩沖損耗。有關如何選擇較佳阻尼電阻的詳細信息，請參考第3頁的圖3 《電源設計小貼士 4》。
圖4選擇合適的緩沖電阻可以完全消除振鈴。總之，緩沖正激變換器是一個簡單的過程：1)加電容使振鈴頻率減半；2)計算寄生電容和電感；3)計算阻尼電阻和電感4)確定電路損耗是否在可接受的范圍內。《開關模式電源轉換的進步》，作者：m ddlebrrook，r.d .和Slobodan Cuk，第1卷和第2卷，第2版，TESLAco，1983年，第533頁。節選自加利福尼亞州歐文市莫克利街10號，電話：(714) 727-1960。(較好版c 1981)
來源：機電之家
