高頻電源模塊緩沖電路優(yōu)化探討

主動鉗位緩沖電路可以將整流橋上的電壓鉗位在一個適當(dāng)?shù)碾妷荷?。而且因?yàn)樵?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/緩沖">緩沖電路中沒有電阻，故不存在損耗。同時TVs零電壓開關(guān)，也沒有開關(guān)損耗，因此主動鉗位緩沖電路的損耗比RC吸收電路小的多。但該方法需要增加一套控制電路和一個有源器件TVs，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，而降低了可靠性。
(3)串飽和電感(尖峰抑制器)
串聯(lián)飽和電感(尖峰抑制器)是解決二極管反向恢復(fù)問題的另一種常用方法，如圖5所示。

在正常流通時，抑制噪聲的磁芯飽和，具有很低的電感，幾乎不存儲能量。而在電流減少并試圖過零時，矩形磁滯回線的磁芯退出飽和，磁芯表現(xiàn)出很大電感。這很大的電感阻止了電流相反方向變化，抑制了反向電流，也就消除了反向電流引起的尖峰。通常采用矩形磁滯回線材料的尖峰抑制器實(shí)現(xiàn)尖峰抑制。

當(dāng)二極管導(dǎo)通時，流過電流Io(圖6(a)中“I”)，尖峰抑制器飽和(圖6(b)中“I”)，磁導(dǎo)率為空氣磁導(dǎo)率μo，尖峰抑制器等效電感很小，相當(dāng)于導(dǎo)線電感。

當(dāng)二極管關(guān)斷時，其正向電流由Io減少到零(圖(a)中“II”)時，磁芯沿著磁化曲線“II”去磁，直到縱坐標(biāo)上Br值。磁芯仍呈現(xiàn)低阻抗。由于二極管存在存儲電荷仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，而電路中存在反向電壓，試圖流過反向電流。如果沒有尖峰抑制器，在反向電壓的作用下，流過很大的反向恢復(fù)電流(圖(a)中虛線所示)，此大電流在寄生電感中存儲能量，然后進(jìn)入反向恢復(fù)時間trr，二極管反向電流下降。此反向恢復(fù)電流下降時造成很大的電壓尖峰和電路噪聲。當(dāng)串入尖峰抑制器時，二極管在反向電壓作用下開始試圖流過反向電流時，尖峰抑制器退出飽和，呈現(xiàn)很大的阻抗，只有極小的反向電流(圖(a)中過零陰影部分“III”)使磁芯沿磁化曲線“III”段去磁，這里磁導(dǎo)率非常高，視在電感很大，有效地阻止了高di／dt的反向恢復(fù)電流，使硬恢復(fù)變成軟恢復(fù)，使得噪聲大大減少。磁化能量絕大部分變成了磁滯損耗和渦流損耗。
如果在二極管反向恢復(fù)時間內(nèi)，磁芯的伏秒足夠大，即二極管反向阻斷(圖(a)中“IV”)前沒有反向飽和(圖(b)中“IV”點(diǎn))，二極管完全恢復(fù)，則噪聲基本上可以消除。
當(dāng)二極管再次導(dǎo)通(圖(a)中“V”)時，磁芯仍處于高阻抗，減少二極管正向電流上升率。在大功率二極管中，有利于改善二極管的正向恢復(fù)特性。磁芯被正向電流經(jīng)“V”向飽和磁化。以后重復(fù)“I”～“V”的過程。從工作原理可以看到，磁珠具有優(yōu)良的抑制噪聲性能。要抑制電路中的噪聲必須滿足下式：

3 結(jié)束語
以上方案在抑制電壓尖峰的同時，減小了緩沖電路的損耗，但增加了磁性元件的數(shù)量。