开关电源设计之MOS管反峰及RCD吸收回路

 对于一位开关电源工程师来说，在一对或多对相互对立的条件面前做出选择，那是常有的事。而我们今天讨论的这个话题就是一对相互对立的条件。（即要限制主MOS管最大反峰，又要RCD吸收回路功耗最小）

　　在讨论前我们先做几个假设：

　　① 开关电源的工作频率范围:20~200KHZ；

　　② RCD中的二极管正向导通时间很短（一般为几十纳秒）；

　　③ 在调整RCD回路前主变压器和MOS管，输出线路的参数已经完全确定。

　　有了以上几个假设我们就可以先进行计算：

　　一﹑首先对MOS管的VD进行分段：

　　ⅰ，输入的直流电压VDC；

　　ⅱ，次级反射初级的VOR；

　　ⅲ，主MOS管VD余量VDS；

　　ⅳ，RCD吸收有效电压VRCD1。

　　二﹑对于以上主MOS管VD的几部分进行计算：

　　ⅰ，输入的直流电压VDC。

　　在计算VDC时，是依最高输入电压值为准。如宽电压应选择AC265V，即DC375V。

　　VDC＝VAC *√2

　　ⅱ，次级反射初级的VOR。

　　VOR是依在次级输出最高电压,整流二极管压降最大时计算的，如输出电压为：5.0V±5%（依Vo =5.25V计算），二极管VF为0.525V（此值是在1N5822的资料中查找额定电流下VF值）．

　　VOR＝(VF　 Vo)*Np/Ns

　　ⅲ，主MOS管VD的余量VDS．

　　VDS是依MOS管VD的10%为最小值．如KA05H0165R的VD=650应选择DC65V．

　　VDC＝VD* 10%

　　ⅳ，RCD吸收VRCD．

　　MOS管的VD减去ⅰ，ⅲ三项就剩下VRCD的最大值。实际选取的VRCD应为最大值的90%（这里主要是考虑到开关电源各个元件的分散性，温度漂移和时间飘移等因素得影响）。

　　VRCD＝(VD-VDC -VDS)*90%

　　注意：① VRCD是计算出理论值，再通过实验进行调整，使得实际值与理论值相吻合．

　　② VRCD必须大于VOR的1.3倍．（如果小于1.3倍，则主MOS管的VD值选择就太低了）

　　③ MOS管VD应当小于VDC的2倍．（如果大于2倍，则主MOS管的VD值就过大了）

　　④ 如果VRCD的实测值小于VOR的1.2倍，那么RCD吸收回路就影响电源效率。

　　⑤ VRCD是由VRCD1和VOR组成的

　　ⅴ，RC时间常数τ确定．

　　τ是依开关电源工作频率而定的，一般选择10~20个开关电源周期。

　　三﹑试验调整VRCD值

　　首先假设一个RC参数，R=100K/RJ15, C="10nF/1KV"。再上市电，应遵循先低压后高压，再由轻载到重载的原则。在试验时应当严密注视RC元件上的电压值，务必使VRCD小于计算值。如发现到达计算值，就应当立即断电，待将R值减小后，重复以上试验。（RC元件上的电压值是用示波器观察的，示波器的地接到输入电解电容“＋”极的RC一点上，测试点接到RC另一点上）。一个合适的RC值应当在最高输入电压，最重的电源负载下，VRCD的试验值等于理论计算值。

　　四﹑试验中值得注意的现象

　　输入电网电压越低VRCD就越高，负载越重VRCD也越高。那么在最低输入电压，重负载时VRCD的试验值如果大于以上理论计算的VRCD值，是否和（三）的内容相矛盾哪？一点都不矛盾，理论值是在最高输入电压时的计算结果，而现在是低输入电压。重负载是指开关电源可能达到的最大负载。主要是通过试验测得开关电源的极限功率。

　　五﹑RCD吸收电路中R值的功率选择

　　R的功率选择是依实测VRCD的最大值，计算而得。实际选择的功率应大于计算功率的两倍。

　　编后语：RCD吸收电路中的R值如果过小，就会降低开关电源的效率。然而，如果R值如果过大，MOS管就存在着被击穿的危险。