反激開關(guān)電源波形詳細(xì)分析
發(fā)布時(shí)間:2018-12-07 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】在開關(guān)電源市場(chǎng)中,400W以下的電源大約占了市場(chǎng)的70-80%,而其中反激式電源又占大部分,幾乎常見的消費(fèi)類產(chǎn)品全是反激式電源。以下將分析從波形判斷出反激電源的工作狀態(tài),以及MOSFET在開通和關(guān)斷瞬間寄生參數(shù)對(duì)波形的影響等。
一、兩種模式CCM和DCM
1、CCM(ConTInuousConducTIonMode),連續(xù)導(dǎo)通模式:在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi),電感電流從不會(huì)到0?;蛘哒f(shuō)電感從不“復(fù)位”,意味著在開關(guān)周期內(nèi)電感磁通從不回到0,功率管閉合時(shí),線圈中還有電流流過(guò)。
2、DCM(DisconTInuousConducTIonMode),非連續(xù)導(dǎo)通模式:在開關(guān)周期內(nèi),電感電流總會(huì)會(huì)到0,意味著電感被適當(dāng)?shù)?ldquo;復(fù)位”,即功率開關(guān)閉合時(shí),電感電流為零。
二、兩種模式在波形上的區(qū)別
1)變壓器初級(jí)電流,CCM模式是梯形波,而DCM模式是三角波。
2)次級(jí)整流管電流波形,CCM模式是梯形波,DCM模式是三角波。
3)MOS的Vds波形,CCM模式,在下一個(gè)周期開通前,Vds一直維持在Vin+Vf的平臺(tái)上。而DCM模式,在下一個(gè)周期開通前,Vds會(huì)從Vin+Vf這個(gè)平臺(tái)降下來(lái)發(fā)生阻尼振蕩。(Vf次級(jí)反射到原邊電壓)。
因此我們就可以很容易從波形上看出來(lái)反激電源是工作在CCM還是DCM狀態(tài)。
三、MOSFET在開通和關(guān)斷瞬間寄生參數(shù)對(duì)波形的影響
(1)DCM(Vds,Ip)
在MOS關(guān)斷的時(shí)候,Vds的波形顯示,MOS上的電壓遠(yuǎn)超過(guò)Vin+Vf,這是因?yàn)椋儔浩鞯某跫?jí)有漏感。漏感的能量是不會(huì)通過(guò)磁芯耦合到次級(jí)的。那么MOS關(guān)斷過(guò)程中,漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因?yàn)闊o(wú)法被次級(jí)耦合而箝位,電壓會(huì)沖的很高。那么為了避免MOS被電壓擊穿而損壞,所以我們?cè)诔跫?jí)側(cè)加了一個(gè)RCD吸收緩沖電路,把漏感能量先儲(chǔ)存在電容里,然后通過(guò)R消耗掉。
當(dāng)次級(jí)電感電流降到了零。這意味著磁芯中的能量已經(jīng)完全釋放了。那么因?yàn)槎茈娏鹘档搅肆?,二極管也就自動(dòng)截止了,次級(jí)相當(dāng)于開路狀態(tài),輸出電壓不再反射回初級(jí)了。由于此時(shí)MOS的Vds電壓高于輸入電壓,所以在電壓差的作用下,MOS的結(jié)電容和初級(jí)電感發(fā)生諧振。諧振電流給MOS的結(jié)電容放電。Vds電壓開始下降,經(jīng)過(guò)1/4之一個(gè)諧振周期后又開始上升。由于RCD箝位電路以及其它寄生電阻的存在,這個(gè)振蕩是個(gè)阻尼振蕩,幅度越來(lái)越小。
f1比f(wàn)2大很多(從波形上可以看出),這是由于漏感一般相對(duì)較小;同時(shí)由于f1所在回路阻抗比較小,諧振電流較大,所以能夠很快消耗在等效電阻上,這也就是為什么f1所在回路很快就諧振結(jié)束的原因?。ň唧w諧振時(shí)間可以通過(guò)等效模型求解:二次微分方程估算)
(2)CCM(Vds,IP)
(3)其他一些波形分析(次級(jí)輸出電壓Vs,Is,Vds)
不管是在CCM模式還是DCM模式,在mosfet開通on時(shí)刻,變壓器副邊都有震蕩。主要原因是初次及之間的漏感+輸出肖特基(或快恢復(fù))結(jié)電容+輸出電容諧振引起,在CCM模式下與肖特基的反向恢復(fù)電流也一些關(guān)系。故一般在輸出肖特基上并聯(lián)-一個(gè)RC來(lái)吸收,使肖特基應(yīng)力減小。
不管是在CCM模式還是DCM模式,在mosfet關(guān)斷off時(shí)刻,變壓器副邊電流IS波形都有一些震蕩。主要原因是次級(jí)電感+肖特基接電容+輸出電容之間的諧振造成的。
(4)RCD吸收電路對(duì)Vds的影響
在MOS關(guān)斷的時(shí)候,Vds的波形顯示,MOS上的電壓遠(yuǎn)超過(guò)Vin+Vf!這是因?yàn)?,變壓器的初?jí)有漏感。漏感的能量是不會(huì)通過(guò)磁芯耦合到次級(jí)的。那么MOS關(guān)斷過(guò)程中,漏感電流也是不能突變的。漏感的電流變化也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因?yàn)闊o(wú)法被次級(jí)耦合而箝位,電壓會(huì)沖的很高。那么為了避免MOS被電壓擊穿而損壞,所以我們?cè)诔跫?jí)側(cè)加了一個(gè)RCD吸收緩沖電路,把漏感能量先儲(chǔ)存在電容里,然后通過(guò)R消耗掉
(5)Vgs波形
為使mosfet在開通時(shí)間的上升沿比較陡,進(jìn)而提高效率。在布線時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)盡量通過(guò)雙線接到mosfet的G、S端,同時(shí)連接盡量短些。
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)電離分?jǐn)?shù)與沉積通量,助力PVD/IPVD工藝與涂層質(zhì)量雙重提升
- ADC 總諧波失真
- 貿(mào)澤電子持續(xù)擴(kuò)充工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品陣容
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺(tái)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電工電路
電機(jī)控制
電解電容
電纜連接器
電力電子
電力繼電器
電力線通信
電流保險(xiǎn)絲
電流表
電流傳感器
電流互感器
電路保護(hù)
電路圖
電路圖符號(hào)
電路圖知識(shí)
電腦OA
電腦電源
電腦自動(dòng)斷電
電能表接線
電容觸控屏
電容器
電容器單位
電容器公式
電聲器件
電位器
電位器接法
電壓表
電壓傳感器
電壓互感器
電源變壓器