帶RC緩沖的正激變換器主電路設計

1 電路設計

圖4所示是一個帶有RC緩沖電路的正激變換器主電路。該主電路參數(shù)為：Np=Nr=43匝。Ns=32匝，開關頻率f=70 kHz，輸入電壓范圍為直流48～96 V，輸出為直流12 V和直流0.5 A。

開關管Q為MOSFET，型號為IRF830，其tf一般為30 ns一體成型電感器生產(chǎn)商。

Dl、D2、D3為快恢復二極管，其tf很小(通常tf=30 ns)。

本設計的輸出功率P0=V0I0=6 W，假設變換器的效率為80%，每一路RC緩沖電路所損耗的功率電感占輸出功率的1%。這里取Vdc=48 V。

2 實驗分析

下面分兩種情況對該設計進行實驗分析，一是初級繞組有緩沖，次級無緩沖;二是初級無緩沖，次級有緩沖。

(1)初級繞組有緩沖，次級無緩沖

該實驗測量的是開關管Q兩端的漏源電壓，實驗分以下兩種情況：

第一種情況是RS1=1.5 kΩ，CS1不定，輸入直流電壓Vdc為48 V。

其實驗結果為：在RS1不變的情況下，CSl越大，雖然開關管Q的漏感尖峰電壓無明顯降低，但它的漏源電壓變得平緩了，這說明在初級開關管的RC緩沖電路中，CSl應該選擇比較小的值。

第二種情況是CSl=33 pF，RS1不定，輸入直流電壓Vdc為48 V。其結果是：當CS1不變時，RS1越大，開關管Q的漏感尖峰電壓越大(增幅比較小)。

可見，RC緩沖電路中，參數(shù)R的大小對降低漏感尖峰有很大的影響。在選定一個合適的C，同時滿足式(2)時，R應該選擇比較小的值。

(2)次級繞組有緩沖，初級無緩沖

本實驗以D2、D3的陰極作為公共端來測量快恢復二極管的端壓，其結果是，當R不變時，C越大，二極管兩端的漏感尖峰越小。同時理論上，如果C為無窮大時，二極管兩端的電壓中就沒有漏感尖峰。而在實際中，只需讓二極管兩端電壓的漏感尖峰電壓在其端壓峰值的30%以內(nèi)就可以滿足要求了，這樣同時成本也不會太高。

3 設計參數(shù)的確定

通過實驗分析可見，在次級快恢復二極一體電感打樣 管的RC緩沖電路中，當選擇了適當大小的電容C時，在滿足式(2)的情況下，電阻R應該選擇得越小越好。

最終經(jīng)過實際調(diào)試，本設計選擇的RC緩沖電路參數(shù)為：

初級：RS1=200，CSl=100 pF

次級：RS2=RS3=5l，CS2=CS3=1000 pF

本設計的初級開關管的RC緩沖電路中的C值雖然選得稍微比計算值大一些，但損耗也不是很大，因此還是可以接受的。相對初級而言，次級快恢復二極管的 RC緩沖電路中電感制造商的C值就選得比計算值大得多，系統(tǒng)的損耗必然增大。但是，并聯(lián)在快恢復二極管兩端的RC緩沖電路主要是為了改善系統(tǒng)輸出性能，因此選擇比較大的C值雖然會使系統(tǒng)的整體效率降低，但二極管兩端的漏感尖峰就減小了很多，而且輸出電壓的紋波也可以達到指定要求。