開關(guān)電源設(shè)計之輸入整流濾波器及鉗位保護電路

此外，還須考慮與鉗位二極管相串聯(lián)的阻塞二極管VD的影響。VD一般采用快恢復(fù)或超快恢復(fù)二極管，其特征是反向恢復(fù)時間(trr)很短。但是VDl在從反向截止到正向?qū)ㄟ^程中還存在著正向恢復(fù)時間(tfr)，還需留出20V的電壓余量。考慮上述因素之后，計算TOPSwitch一 最大漏一源極電壓的經(jīng)驗公式應(yīng)為：

TOPSwitch—XX系列單片開關(guān)電源在230V交流固定輸入時，MOSFET的漏極上各電壓參數(shù)的電位分布如圖3所示，占空比D≈26%。此時u=230V±35V，即umax=265V，UImax=umax≈375V，UOR=135V，UB=1.5 UOR≈200V，UBM=1.4UB=280V，UDmax=675V，最后再留出25V的電壓余量，因此U(BR)DS=700V。實際上 U(BR)DS也具有正向溫度系數(shù)，當環(huán)境溫度升高時U(BR)DS也會升高，上述設(shè)計就為芯片耐壓值提供了額外的裕量。

2)漏極鉗位保護電路的設(shè)計

漏極鉗位保護電路主要有以下4種設(shè)計方案(電路參見圖4)：

(1)利用瞬態(tài)電壓抑制器TVS(P6KE200)和阻塞二極管(超陜恢復(fù)二極管UF4005)組成的TVS、VD型鉗位電路，如(a)圖所示。圖中的Np、NS和NB分別代表一次繞組、二次繞組和偏置繞組。但也有的開關(guān)電源用反饋繞組NF來代替偏置繞組NB。

(2)利用阻容吸收元件和阻塞二極管組成的R、C、VD型鉗位電路，如(b)圖所示。

(3)由阻容吸收元件、TVS和阻塞二極管構(gòu)成的R、C、TVS、VD型鉗位電路，如(c)圖所示。

(4)由穩(wěn)壓管(VDZ)、阻容吸收元件和阻塞二極管(快恢復(fù)二極管FRD)構(gòu)成的VDz、R、C、VD型鉗位電路，如(d)圖所示。

上述方案中以(c)的保護效果最佳，它能充分發(fā)揮TVS響應(yīng)速度極快、可承受瞬態(tài)高能量脈沖之優(yōu)點，并且還增加了RC吸收回路。鑒于壓敏電阻器(VSR)的標稱擊穿電壓值(U1nA)離散性較大，響應(yīng)速度也比TVS慢很多，在開關(guān)電源中一般不用它構(gòu)成漏極鉗位保護電路。

需要指出，阻塞二極管一般可采用快恢復(fù)或超快恢復(fù)二極管。但有時也專門選擇反向恢復(fù)時間較長的玻璃鈍化整流管1N4005GP，其目的是使漏感能量能夠得到恢復(fù)，以提高電源效率。玻璃鈍化整流管的反向恢復(fù)時間介于快恢復(fù)二極管與普通硅整流管之間，但不得用普通硅整流管1N4005來代替 lN4005GP。

常用鉗位二極管和阻塞二極管的選擇見附表2。