MOS管反峰與RCD吸收回路的解析
出處:xxlest 發(fā)布于:2011-08-25 20:41:53
對于一位開關(guān)電源工程師來說,在一對或多對相互對立的條件面前做出選擇,那是常有的事。而我們今天討論的這個話題就是一對相互對立的條件。(即要限制主MOS管反峰,又要RCD吸收回路功耗)
MOS管是金屬(metal)-氧化物(oxid)-半導(dǎo)體(semiconductor)場效應(yīng)晶體管,或者稱是金屬-絕緣體(insulator)-半導(dǎo)體。MOS管的source和drain是可以對調(diào)的,他們都是在P型backgate中形成的N型區(qū)。在多數(shù)情況下,這個兩個區(qū)是一樣的,即使兩端對調(diào)也不會影響器件的性能。這樣的器件被認(rèn)為是對稱的。
RCD旋轉(zhuǎn)控制裝置,一種應(yīng)用用石油鉆井行業(yè)的特殊設(shè)備,一般應(yīng)用于欠平衡鉆井技術(shù)中,有時因為也作為常規(guī)防噴器使用。
在討論前我們先做幾個假設(shè):
?、匍_關(guān)電源的工作頻率范圍:20~200KHZ;
?、赗CD中的二極管正向?qū)〞r間很短(一般為幾十納秒);
③在調(diào)整RCD回路前主變壓器和MOS管,輸出線路的參數(shù)已經(jīng)完全確定。
有了以上幾個假設(shè)我們就可以先進行計算:
一 首先對MOS管的VD進行分段:
?、?,輸入的直流電壓VDC;
?、?,次級反射初級的VOR;
ⅲ,主MOS管VD余量VDS;
?、ぃ琑CD吸收有效電壓VRCD1.
二 對于以上主MOS管VD的幾部分進行計算:
?、。斎氲闹绷麟妷篤DC.
在計算VDC時,是依輸入電壓值為準(zhǔn)。如寬電壓應(yīng)選擇AC265V,即DC375V.
VDC=VAC*√2
?、?,次級反射初級的VOR.
VOR是依在次級輸出電壓,整流二極管壓降時計算的,如輸出電壓為:5.0V±5%,二極管VF為0.525V。
VOR=(VFVo)*Np/Ns
?、#鱉OS管VD的余量VDS.
VDS是依MOS管VD的10%為值。如KA05H0165R的VD=650應(yīng)選擇DC65V.
VDC=VD*10%
?、?,RCD吸收VRCD.
MOS管的VD減去ⅰ,ⅲ三項就剩下VRCD的值。實際選取的VRCD應(yīng)為值的90%。
VRCD=(VD-VDC-VDS)*90%
注意:①VRCD是計算出理論值,再通過實驗進行調(diào)整,使得實際值與理論值相吻合。
?、赩RCD必須大于VOR的1.3倍。(如果小于1.3倍,則主MOS管的VD值選擇就太低了)
?、跰OS管VD應(yīng)當(dāng)小于VDC的2倍。(如果大于2倍,則主MOS管的VD值就過大了)
?、苋绻鸙RCD的實測值小于VOR的1.2倍,那么RCD吸收回路就影響電源效率。
?、軻RCD是由VRCD1和VOR組成的
?、ィ琑C時間常數(shù)τ確定。
τ是依開關(guān)電源工作頻率而定的,一般選擇10~20個開關(guān)電源周期。
三 試驗調(diào)整VRCD值
首先假設(shè)一個RC參數(shù),R=100K/RJ15,C=10nF/1KV.再上市電,應(yīng)遵循先低壓后高壓,再由輕載到重載的原則。在試驗時應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密注視RC元件上的電壓值,務(wù)必使VRCD小于計算值。如發(fā)現(xiàn)到達(dá)計算值,就應(yīng)當(dāng)立即斷電,待將R值減小后,重復(fù)以上試驗。一個合適的RC值應(yīng)當(dāng)在輸入電壓,重的電源負(fù)載下,VRCD的試驗值等于理論計算值。
四 試驗中值得注意的現(xiàn)象
輸入電網(wǎng)電壓越低VRCD就越高,負(fù)載越重VRCD也越高。那么在輸入電壓,重負(fù)載時VRCD的試驗值如果大于以上理論計算的VRCD值,是否和(三)的內(nèi)容相矛盾哪?不矛盾,理論值是在輸入電壓時的計算結(jié)果,而現(xiàn)在是低輸入電壓。主要是通過試驗測得開關(guān)電源的極限功率。
五 RCD吸收電路中R值的功率選擇
R的功率選擇是依實測VRCD的值,計算而得。實際選擇的功率應(yīng)大于計算功率的兩倍。
編后語:RCD吸收電路中的R值如果過小,就會降低開關(guān)電源的效率。然而,如果R值如果過大,MOS管就存在著被擊穿的危險。
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