電源設(shè)計之緩沖正向轉(zhuǎn)換器

計算出要添加多少電容和電阻是一項頗具挑

戰(zhàn)性的工作。下面介紹一條解決這一難題的捷徑。

圖1顯示了正向轉(zhuǎn)換器的功率級。該轉(zhuǎn)換器由變壓器運行，該變壓器將輸入電壓耦合至次級電路，再由次級電路完成對輸入電壓的整流和濾波。反射主電壓和變壓器漏電感形成低阻抗電路，當(dāng) D2 通過一個這樣電阻而被迫整流關(guān)閉 (commutate off) 時，通常需要一個緩沖器。D2 可以是一個硅 p-n 二極管，該二極管具有一個必須在其關(guān)閉前實現(xiàn)耗盡的逆向恢復(fù)充電功能。這就積累 (loads up) 了漏電感中的過剩電流，從而導(dǎo)致高頻率振鈴和過高的二極管電壓。肖特基二極管和同步整流器也存在類似情況，前者是因為其大結(jié)電容，后者是因為其關(guān)閉延遲時間問題。



圖 1 漏電感延緩了D2關(guān)閉

圖 2 顯示了一些電路波形，頂部線跡為 Q1 漏電壓，中部線跡為 D1 和 D2 結(jié)點處的電壓，底部線跡為流經(jīng) D1 的電流。在頂部線跡中，您可以看到當(dāng) Q1 打開時，其漏電壓被降至輸入電壓以下，這樣就使得二極管 D1 電流增加。如果 D2 沒有逆向恢復(fù)充電功能，當(dāng) D1 電流等于輸出電流時，結(jié)點電壓就會上升。由于 D2 具有逆向恢復(fù)充電功能，因此 D1 電流會進一步增加，這便開始消耗電荷。一旦電荷耗盡，二極管便關(guān)閉，從而導(dǎo)致增加的結(jié)點電壓進一步提高。請注意，電流會不斷增加直到結(jié)點電壓等于反射輸入電壓為止，因為在漏電感兩端有一個正電壓。隨著電流的增加，該電流將對寄生電容進行充電并導(dǎo)致電路中振鈴和損耗更大。


圖 2 當(dāng)D2關(guān)閉時D2會引起過多的振鈴

這些振鈴波形也許是人們所無法接受的，因為它們會引起 EMI 問題或帶來二極管上讓人無法接受的電壓應(yīng)力?？缃?D2 的 RC 緩沖器可以在幾乎不影響效率的同時大大減少振鈴。您可以利用下面的方程式計算得出振鈴頻率（請參見方程式 1）：

方程式 1：