鞍山电力变压器RCD钳位电路设计（上）

单端反激式鞍山电力变压器具有结构简单、输入输出电气隔离变压器、鞍山电力变压器电压升/降范围宽、易于多路输 出、可靠性高、造价低等优点,广泛应用于小功率场合.然而,由于漏感影响,反激变换器功率开关管关断时将引起鞍山电力变压器电压尖峰,必须用鞍山电力变压器钳位电路加以抑制.由于 RCD鞍山电力变压器钳位电路比有源鞍山电力变压器钳位电路更简洁且易实现,因而在小功率变换场合RCD钳位更有实用价值. 1 漏感抑制隔离变压器的漏感是不可消除的,但可以通过合理的鞍山电力变压器电路设计和绕制使之减小.设计和绕制是否合理,对漏感的影响是很明显的.采用合理的方法,可将漏感控制在初级电感的2%左右.

设计时应综合隔离变压器磁芯的选择和初级匝数的确定,尽量使初级绕组可紧密绕满磁芯骨架一层或多层.绕制时绕线要尽量分布得紧凑、均匀,这样线圈和磁路空间上更接近垂直关系,耦合效果更好.初级和次级绕线也要尽量靠得紧密.

2 RCD鞍山电力变压器钳位电路参数设计2.1 隔离变压器等效模型图1为实际隔离变压器的等效鞍山电力变压器电路,励磁 电感同理想隔离变压器并联,漏感同励磁电感串联.励磁电感能量可通过理想隔离变压器耦合到副边,而漏感因为不耦合,能量不能传递到副边,如果不采取措施,漏感将通 过寄生电容释放能量,引起鞍山电力变压器电路鞍山电力变压器电压过冲和振荡,影响鞍山电力变压器电路工作性能,还会引起EMI问题,严重时会烧毁器件,为抑制其影响,可在隔离变压器初级并联无源RCD钳位鞍山电力变压器电路,其拓扑如图2所示.

隔离变压器的等效鞍山电力变压器电路图RCD钳位鞍山电力变压器电路图2.2 鞍山电力变压器钳位电路工作原理引入RCD鞍山电力变压器钳位电路,目的是消耗漏感能量,但不能消耗主励磁电感能量,否则会降低鞍山电力变压器电路效率.要做到这点必须对RC参数进行优化设计,下面分析其工作原理:

当S1关断时,漏感Lk释能,D导通,C上鞍山电力变压器电压瞬间充上去,然后D截止,C通过R放电.

1)若C值较大,C上鞍山电力变压器电压缓慢上升,副边反激过冲小,隔离变压器能量不能迅速传递到副边;2)若C值特别大,鞍山电力变压器电压峰值小于副边反射鞍山电力变压器电压,则钳位电容上鞍山电力变压器电压将一直保持在副边反射鞍山电力变压器电压附近,即钳位电阻变为死负载,一直在消耗磁芯能量;3)若RC值太小,C上鞍山电力变压器电压很快会降到副边反射鞍山电力变压器电压,故在St开通前,钳位电阻只将成为反激变换器的死负载,消耗隔离变压器的能量,降低效率:

4)如果RC值取得比较合适,使到S1开通时,C上鞍山电力变压器电压放到接近副边反射鞍山电力变压器电压,到下次导通时,C上能量恰好可以释放完,这种情况钳位效果较好,但电容峰值鞍山电力变压器电压大,器件应力高.

第 2)和第3)种方式是不允许的,而第1)种方式鞍山电力变压器电压变化缓慢,能量不能被迅速传递,第4)种方式鞍山电力变压器电压峰值大,器件应力大.可折衷处理,在第4)种方式基础 上增大电容,降低鞍山电力变压器电压峰值,同时调节R,使到S1开通时,C上鞍山电力变压器电压放到接近副边反射鞍山电力变压器电压,之后RC继续放电至S1下次开通.

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