開關(guān)電源中RC緩沖電路的設(shè)計(jì)

在圖1中，當(dāng)Q開始關(guān)斷時(shí)，其電流開始下降，而變壓器漏感會(huì)阻止這個(gè)電流的減小。一部分電流將繼續(xù)通過將要關(guān)斷的開關(guān)管，另一部分則經(jīng)RC緩沖電路并對電容C充電，電阻R的大小與充電電流有關(guān)。
Ic的一部分流進(jìn)電容C，可減緩集電極電壓的上升。通過選取足夠大的C，可以減少集電極的上升電壓與下降電流的重疊部分，從而顯著降低開關(guān)管的關(guān)斷損耗，同時(shí)還可以抑制集電極漏感尖峰電壓。
圖3中的A-C階段為開關(guān)管關(guān)斷階段，C-D為開關(guān)管導(dǎo)通階段。在開關(guān)管關(guān)斷前，電容C兩端電壓為零。在關(guān)斷時(shí)刻(B時(shí)刻)，C會(huì)減緩集電極電壓的上升速度，但同時(shí)也被充電到2Vdc(在忽略該時(shí)刻的漏感尖峰電壓的情況下)。
電容C的大小不僅影響集電極電壓的上升速度，而且決定了電阻R上的能量損耗。在Q關(guān)斷瞬間，C上的電壓為2Vdc，它儲(chǔ)存的能量為0．5C(2Vdc)2焦耳。如果該能量全部消耗在R上，則每周期內(nèi)消耗在R上的能量為：

對限制集電極上升電壓來說，C應(yīng)該越大越好；但從系統(tǒng)效率出發(fā)，C越大，損耗越大，效率越低。因此，必須選擇合適的C，使其既能達(dá)到一定的減緩集電極上升電壓速度的作用，又不至于使系統(tǒng)損耗過大而使效率過低。
在圖3中，由于在下一個(gè)關(guān)斷開始時(shí)刻(D時(shí)刻)必須保證C兩端沒有電壓，所以，在B時(shí)刻到D時(shí)刻之間的某時(shí)間段內(nèi)，C必須放電。實(shí)際上，電容C在C-D這段時(shí)間內(nèi)，也可以通過電阻R經(jīng)Q和R構(gòu)成的放電回路進(jìn)行放電。因此，在選擇了一個(gè)足夠大的C后，R應(yīng)使C在最小導(dǎo)通時(shí)間ton內(nèi)放電至所充電荷的5％以下，這樣則有：

式(1)表明R上的能量損耗是和C成正比的，因而必須選擇合適的C，這樣，如何選擇C就成了設(shè)計(jì)RC緩沖電路的關(guān)鍵，下面介紹一種比較實(shí)用的選擇電容C的方法。
事實(shí)上，當(dāng)Q開始關(guān)斷時(shí)，假設(shè)最初的峰值電流Ip的一半流過C，另一半仍然流過逐漸關(guān)斷的Q集電極，同時(shí)假設(shè)變壓器中的漏感保持總電流仍然為Ip。那么，通過選擇合適的電容C，以使開關(guān)管集電極電壓在時(shí)間tf內(nèi)上升到2Vdc(其中tf為集電極電流從初始值下降到零的時(shí)間，可以從開關(guān)管數(shù)據(jù)手冊上查詢)，則有：

因此，從式(1)和式(3)便能計(jì)算出電容C的大小。在確定了C后，而最小導(dǎo)通時(shí)間已知，這樣，通過式(2)就可以得到電阻R的大小。

2 帶RC緩沖的正激變換器主電路設(shè)計(jì)
2．1 電路設(shè)計(jì)
圖4所示是一個(gè)帶有RC緩沖電路的正激變換器主電路。該主電路參數(shù)為：Np=Nr=43匝。Ns=32匝，開關(guān)頻率f=70 kHz，輸入電壓范圍為直流48～96 V，輸出為直流12 V和直流0．5 A。