开关电源中的钳位电路图介绍

发布日期:2023-01-15
开关电源中的钳位电路图介绍

电工优优今天要和大家分享的开关电源中的钳位电路图介绍相关信息,接下来我将从开关电源钳位电路原理,开关电源钳位电路,开关电源档位这几个方面来介绍。

电源钳位静电放电保护电路的制作方法

本文为大家详细介绍开关电源中的钳位电路。

开关电源中的钳位电路

采用由瞬态电压抑制器TVS(P6KE200,亦称钳位二极管)、阻容吸收元件(钳位电容C和钳位电阻R 1)、阻尼电阻(R 2)和阻塞二极管(快恢复二极管FR106)构成的VDZ、R、C、VD型漏极钳位保护电路,如下图所示。

最典型的一种漏极钳位保护电路

设计要点及步骤

(1)选择钳位二极管。

采用P6KE200型瞬态电压抑制器(TVS),钳位电压UB=200V。

(2)确定钳位电压的最大值UQ(max)。

令一次侧感应电压(亦称二次侧反射电压)为UOR ,要求:

1.5U OR≤U Q(max)≤200V

实际可取U Q(max)=U B=200V.

(3)计算最大允许漏极电压U D(max)

为安全起见,U D ( max)至少应比漏-源极击穿电压7 00V留出5 0V的余量。这其中还考虑到P6KE200具有0.108%/℃的温度系数,当环境温度T A=25℃时,U B=200V;当T A=100℃时,UB=200V×[(1+0.108)%/℃]×100℃=221.6V,可升高21.6V。

(4)计算钳位电路的纹波电压。

(5)确定钳位电压的最小值U Q(min)

(6)计算钳位电路的平均电压。

(7)计算在一次侧漏感上存储的能量E L0

(8)计算被钳位电路吸收的能量EQ

当1.5W≤P O≤50W时,E Q=0.8E L0=0.8×27.2μJ=21.8μJ

注意:当P O>50W时,E Q=E L0=27.2μJ.当P O<1.5W时,不要求使用钳位电路。

(9)计算钳位电阻R1

(10)计算钳位电容C

(11)选择钳位电容和钳位电阻。

令由R 1、C确定的时间常数为τ:

将U Q(max) =U B、U Q(min) =90%U B、UQ=0.95UB和f=132kHz一并代入上式,化简后得到:

τ=R 1C =9.47/f=9.47T (μs)

这表明R 1、C 的时间常数与开关周期有关,在数值上它就等于开关周期的9 。 4 7倍。当f=132kHz时,开关周期T =7.5μs,τ=9.47×7.5μs=71.0μs.

实取钳位电阻R 1=1 5 kΩ,钳位电容C =4.7nF.此时τ=70.5μs.

当钳位保护电路工作时,R 1上的功耗为:

考虑到钳位保护电路仅在功率开关管关断所对应的半个周期内工作,R 1的实际功耗大约为1.2W(假定占空比为50%),因此可选用额定功率为2W的电阻。

令一次侧直流高压为U I(max)。钳位电容的耐压值U C>1.5U Q(max) +U I(max)=1.5×200V+265V×=674V.实际耐压值取1kV.

(12)选择阻塞二极管VD

要求反向耐压U BR≥1.5U Q(max) =300V

采用快恢复二极管FR106(1A/800V,正向峰值电流可达30A)。要求其正向峰值电流远大于I P(这里为30A>1.65A)。

说明:这里采用快恢复二极管而不使用超快恢复二极管,目的是配合阻尼电阻R 2,将部分漏感能量传输到二次侧,以提高电源效率。

(13)计算阻尼电阻R 2.

有时为了提高开关电源的效率,还在阻塞二极管上面串联一只低阻值的阻尼电阻R 2.在R 2与漏极分布电容的共同作用下,可使漏感所产生尖峰电压的起始部分保留下来并产生衰减振荡,而不被RC电路吸收掉。通常将这种衰减振荡的电压称作振铃电压,由于振铃电压就叠加在感应电压U OR上,因此可被高频变压器传输到二次侧。

阻尼电阻应满足以下条件:

即:

实取20Ω/2W的电阻。

关于开关电源,钳位电路就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。

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