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盘点开关电源中的缓冲吸收电路,真的太详细了!

2021-6-2 16:18:47  1045 开关电源
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基本拓扑电路上一般没有吸收缓冲电路,实际电路上一般有吸收缓冲电路,吸收与缓冲是工程需要,不是拓扑需要。

缓冲电路是控制开关器件快速上升和下降引起的瞬态尖峰的重要办法。它们通常主要是由一些无源器件组成的网络,用来控制电路中无功元件产生的振荡。合理的缓冲电路,可以提高电路的可靠性和效率,降低EMI,并实现更高的工作频率。缓冲器的基本目的是吸收由寄生成分引起的无功能量,并且将能量消耗掉或者将引导至能够回收的地方。

而来自磁性器件和长PCB走线或环路中的电感,以及半导体结电容和布线合,这些是无功能量的常见来源。无论如何由于根本原因通常是寄生参数的影响,所以最重要的原则是尽量减少这些寄生参数。至于怎么样才能做到这一点,将在后面的章节中更详细地讨论。但在这里,我们是假设在PCB布局已经很好地完成了接下来谈论如何设计缓冲器大多数缓冲器都是针对特定的问题去设计的但是还是做一些分类可以帮助理解。第一个分类标准是将它们分成无源(只是电阻、电容、电感和二极管的组合)和有源(使用开关管)缓冲吸收电路,但另一个分类标准是看缓冲器是属于能量耗散还是非耗散类型,第三个分类标准是控制电压还是电流。任何时候感性元件遇到容性元件,如果还存在快速变化的电流或电压,其结果可能就是产生振荡。 微信图片_20210602161321.jpg
吸收与缓冲的功效:
  • 防止器件损坏,吸收防止电压击穿,缓冲防止电流击穿
  • 使功率器件远离危险工作区,从而提高可靠性
  • 降低(开关)器件损耗,或者实现某种程度的关软开
  • 降低di/dt和dv/dt,降低振铃,改善EMI品质
  • 提高效率(提高效率是可能的,但弄不好也可能降低效率)


也就是说,防止器件损坏只是吸收与缓冲的功效之一,其他功效也是很有价值的。

吸收:吸收是对电压尖峰而言。

电压尖峰的成因:
  • 电压尖峰是电感续流引起的。
  • 引起电压尖峰的电感可能是:变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等。
  • 引起电压尖峰的电流可能是:拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。


减少电压尖峰的主要措施是:
  • 减少可能引起电压尖峰的电感,比如漏感、布线电感等
  • 减少可能引起电压尖峰的电流,比如二极管反向恢复电流等
  • 如果可能的话,将上述电感能量转移到别处。
  • 采取上述措施后电压尖峰仍然不能接受,最后才考虑吸收。吸收是不得已的技术措施
  • 拓扑吸


微信图片_20210602161329.jpg

将开关管Q1、拓扑续流二极管D1和一个无损的拓扑电容C2组成一个在布线上尽可能简短的吸收回路。

拓扑吸收的特点:
  • 同时将Q1、D1的电压尖峰、振铃减少到最低程度。
  • 拓扑吸收是无损吸收,效率较高。
  • 吸收电容C2可以在大范围内取值。
  • 拓扑吸收是硬开关,因为拓扑是硬开关。


体二极管反向恢复吸收开关器件的体二极管的反向恢复特性,在关断电压的上升沿发挥作用,有降低电压尖峰的吸收效应。

完整见附件:

相关经验

王栋春 2021-6-2 19:18:29
资料不错,部分同行维修中易忽视的一个环节
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王洁民 2021-6-3 08:50:12
谢谢楼主的分享
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张飞实战电子姜维 2021-6-3 11:03:49
非常好的资料
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孔令伟 2021-6-3 18:55:50
非常好的资料,谢谢楼主的分享,谢谢!
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刘广军 2021-6-8 15:50:16
谢谢楼主分享,学习了!!!!
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假发 昨天 10:42
看看。。。。。。。
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