礦用雜散電流測定儀:開關(guān)電源設(shè)計(jì),MOS管反峰及RCD吸收回路
2025-02-18
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對于一位開關(guān)電源工程師來說，在一對或多對相互對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)話題就是一對相互對立的條件。（即要限制主MOS管zui大反峰，又要RCD吸收回路功耗zui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；
②RCD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)*確定。
有了以上幾個(gè)假設(shè)我們就可以*行計(jì)算：
一?首先對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zui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zui高電壓,整流二極管壓降zui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zui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zui大值。實(shí)際選取的VRCD應(yīng)為zui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：①VRCD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．
②VRCD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）
③MOS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。
⑤VRCD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zui高輸入電壓，zui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zui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zui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zui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zui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)。
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