造成周波变换器的
Q3、Q4 电压应力有两方面的原因:1. 高频逆变器工作时,副边绕组
漏感与
Q3、Q4 的寄生电容谐振,产生电压尖峰;2. 在能量从副边回馈到原边时,周波变换
器高频工作,副边绕组漏感电流引起漏源电压尖峰。
下面仍以输出正弦波正半周为例,分析高频逆变器工作时
Q4 的谐振电压尖峰。在 Q1
开通前,此时
Q4 关断,其漏源两端电压为输出电压,在 Q1 开通时,电源电压加在变压器
原边绕组,极性上正下负,变压器副边绕组电压极性下正上负,此时加在绕组上的电压为
输出电压加副边绕组电压,
Q4 寄生电容的电压不能突变,电容 C1 通过 Q1、Tr 对 Q4 的寄
生 电 容
Cds4 充 电 , 由 于 变 压 器 中 漏 感 的 存 在 , 因 而 这 是 一 个 谐 振 充 电 过 程 。 当
uds4=u0+(1/2)UIN´N , 漏 感 中 的 电 流 最 大 ; 当 漏 感 电 流 为 零 ,
uds4=u0+UIN´N,谐振频率 fLC=1/(2p
),其中 u0 为输出电压瞬时值,UIN 为输入直流电压,LK 为变压器副边绕组漏感,N 为变
压器匝比,
Cds4 为 Q4 的漏源结电容。
当能量从负载向电源回馈时,
Q3、Q4 高频开关,在其关断时存储在副边漏感的能量无
泻放回路,将对
MOS 管 Q3、Q4 的漏源寄生电容充电,产生上千伏的电压,因而必须在周
波变换器
MOS 管两端加漏感吸收电路。
3)两种吸收电路比较
A.RC 吸收电路(见图 3)
将
RC 串联吸收电路加在 MOS 管漏源两端,当高频逆变器 Q1、Q2 开通时,RC 吸收电路参
与谐振过程并在电阻上消耗谐振能量,起到减小尖峰电压的作用,但同时也增加了吸收电
路的损耗;当能量回馈时,
Q3、Q4 关断,漏感能量转移到吸收电路电容中,Q3、Q4 开通,
电容的能量通过
MOS 管消耗在电阻上。
B.RCD 吸收电路(见图 3)
当高频逆变器工作时,取电容足够大,则
RCD 吸收电路等效为电压源,当能量从负载
向电源回馈时,电容吸收存储在漏感中的能量,并将这部分能量消耗在电阻中。如保证
MOS 管漏源阻断电压 UBR 大于最大谐振尖峰电压,即 UBR> u0MAX+UIN´N,则采
用该种结构吸收电路其损耗较小。
通过
Pspice 仿真计算,在保证相同漏源尖峰电压的前提下,得到两种吸收电路的损耗对比。
从表中可得,在输出空载(
R=10K)时,RC 吸收电路损耗是 RCD 吸收电路损耗得 3 倍还
多。
3 变压器的能量耦合
在
Flyback 电路中,功率管开通,能量存储在变压器磁芯中,功率管关断,能量经变