今天小编要和大家分享的是开关电源,钳位电路相关信息,接下来我将从开关电源中的钳位电路图介绍,电源钳位静电放电保护电路的制作方法这几个方面来介绍。
电源钳位静电放电保护电路的制作方法
本文为大家详细介绍开关电源中的钳位电路。
开关电源中的钳位电路
采用由瞬态电压抑制器TVS(P6KE200,亦称钳位二极管)、阻容吸收元件(钳位电容C和钳位电阻R 1)、阻尼电阻(R 2)和阻塞二极管(快恢复二极管FR106)构成的VDZ、R、C、VD型漏极钳位保护电路,如下图所示。
最典型的一种漏极钳位保护电路
设计要点及步骤
(1)选择钳位二极管。
采用P6KE200型瞬态电压抑制器(TVS),钳位电压UB=200V。
(2)确定钳位电压的最大值UQ(max)。
令一次侧感应电压(亦称二次侧反射电压)为UOR ,要求:
1.5U OR≤U Q(max)≤200V
实际可取U Q(max)=U B=200V.
(3)计算最大允许漏极电压U D(max)
为安全起见,U D ( max)至少应比漏-源极击穿电压7 00V留出5 0V的余量。这其中还考虑到P6KE200具有0.108%/℃的温度系数,当环境温度T A=25℃时,U B=200V;当T A=100℃时,UB=200V×[(1+0.108)%/℃]×100℃=221.6V,可升高21.6V。
(4)计算钳位电路的纹波电压。
(5)确定钳位电压的最小值U Q(min)
(6)计算钳位电路的平均电压。
(7)计算在一次侧漏感上存储的能量E L0
(8)计算被钳位电路吸收的能量EQ
当1.5W≤P O≤50W时,E Q=0.8E L0=0.8×27.2μJ=21.8μJ
注意:当P O>50W时,E Q=E L0=27.2μJ.当P O<1.5W时,不要求使用钳位电路。
(9)计算钳位电阻R1
(10)计算钳位电容C
(11)选择钳位电容和钳位电阻。
令由R 1、C确定的时间常数为τ:
将U Q(max) =U B、U Q(min) =90%U B、UQ=0.95UB和f=132kHz一并代入上式,化简后得到:
τ=R 1C =9.47/f=9.47T (μs)
这表明R 1、C 的时间常数与开关周期有关,在数值上它就等于开关周期的9 。 4 7倍。当f=132kHz时,开关周期T =7.5μs,τ=9.47×7.5μs=71.0μs.
实取钳位电阻R 1=1 5 kΩ,钳位电容C =4.7nF.此时τ=70.5μs.
当钳位保护电路工作时,R 1上的功耗为:
考虑到钳位保护电路仅在功率开关管关断所对应的半个周期内工作,R 1的实际功耗大约为1.2W(假定占空比为50%),因此可选用额定功率为2W的电阻。
令一次侧直流高压为U I(max)。钳位电容的耐压值U C>1.5U Q(max) +U I(max)=1.5×200V+265V×=674V.实际耐压值取1kV.
(12)选择阻塞二极管VD
要求反向耐压U BR≥1.5U Q(max) =300V
采用快恢复二极管FR106(1A/800V,正向峰值电流可达30A)。要求其正向峰值电流远大于I P(这里为30A>1.65A)。
说明:这里采用快恢复二极管而不使用超快恢复二极管,目的是配合阻尼电阻R 2,将部分漏感能量传输到二次侧,以提高电源效率。
(13)计算阻尼电阻R 2.
有时为了提高开关电源的效率,还在阻塞二极管上面串联一只低阻值的阻尼电阻R 2.在R 2与漏极分布电容的共同作用下,可使漏感所产生尖峰电压的起始部分保留下来并产生衰减振荡,而不被RC电路吸收掉。通常将这种衰减振荡的电压称作振铃电压,由于振铃电压就叠加在感应电压U OR上,因此可被高频变压器传输到二次侧。
阻尼电阻应满足以下条件:
即:
实取20Ω/2W的电阻。
关于开关电源,钳位电路就介绍完了,您有什么想法可以联系小编。