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基于开关电源的尖峰吸收电路研究

导读: 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。

  开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。

  随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

  开关电源及电路图

  通过控制电路,使电子开关器件不停地“接通”和“关断”,让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现DC/AC、DC/DC电压变换,以及输出电压可调和自动稳压。

  开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成)系统中的高速开关电路存在的分布电感与电容在二极管蓄积电荷的影响下产生浪涌电压与噪声。文中通过采用RC或LC吸收电路对二极管蓄积电荷产生的浪涌电压采用非晶磁芯和矩形磁芯进行磁吸收,从而解决了开关电源浪涌电流的产生以及抑制问题。

  开关电源的主元件大都有寄生电感与电容,寄生电容Cp一般都与开关元件或二极管并联, 而寄生电感L通常与其串联。由于这些寄生电容与电感的作用, 开关元件在通断工作时, 往往会产生较大的电压浪涌与电流浪涌。

基于开关电源的尖峰吸收电路研究

  开关的通断与二极管反向恢复时都要产生较大电流浪涌与电压浪涌。而抑制开关接通时电流浪涌的最有效方法是采用零电压开关电路。另一方面, 开关断开的电压浪涌与二极管反向恢复的电压浪涌可能会损坏半导体元件, 同时也是产生噪声的原因。为此, 开关断开时, 就需要采用吸收电路。二极管反向恢复时, 电压浪涌产生机理与开关断开时相同, 因此, 这种吸收电路也适用于二极管电路。本文介绍了RC、RCD、LC等吸收电路, 这些吸收电路的基本工作原理就是在开关断开时为开关提供旁路, 以吸收蓄积在寄生电感中的能量, 并使开关电压被钳位, 从而抑制浪涌电流。

  RC吸收电路

基于开关电源的尖峰吸收电路研究

图1 RC吸收网络电路

  图1所示是一个RC吸收网络的电路图。它是电阻Rs与电容Cs串联的一种电路,同时与开关并联连接的结构。若开关断开, 蓄积在寄生电感中的能量对开关的寄生电容充电的同时, 也会通过吸收电阻对吸收电容充电。这样,由于吸收电阻的作用,其阻抗将变大, 那么, 吸收电容也就等效地增加了开关的并联电容的容量,从而抑制开关断开的电压浪涌。而在开关接通时,吸收电容又通过开关放电,此时,其放电电流将被吸收电阻所限制。

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