反激式(RCD)开关电源器件参数计算 开关电源, 脉动

苹果也疯狂

RCD的计算方法
先上个RCD钳位的原理图


再上个MOS的VDS波形
  
下面再说几个名词，这几个名词其实大家也知道，一个是钳位电压，上边用Vsn表示;一个是折射电压，上边用VRO表示;还有个脉动电压，上边用ΔV表示;MOS管的最大耐压，上边用BVdss表示；电源的最高输入电压，上边用Vin Max表示。
1.钳位电压Vsn是电容C两端的电压，与选用MOS的BVdss及最高输入电压以及降额系数有关，一般在最高输入电压Vin Max下考虑0.9的降额，则有
Vsn=0.9*BVdss-Vin Max（我上边的实验选择的MOS为IRF640，BVdss=200V，Vin Max=70V）
可以算出钳位电压Vsn为110V
2.然后算折射电压VRO，根据VRO=（VOUT+VD)/（NS/NP）
式中VOUT为输出电压
VD为二极管管压降
NS为次级匝数
NP为初级匝数
我的初级NP为31匝，次级NS为10匝，管压降VD≈1V，输出电压VOUT=12V
算出VRO=（12+1）/（10/31）=40V
3.确定漏感量LIK，这个可以通过测试得出，我的实测了下为2.79uH；不过可以估测此漏感值，一般为初级电感量的1%-5%；
4.确定峰值电流IPK的值
输入功率PIN=POUT/Η，
式中POUT为输出功率
Η为效率
我的输出电压为12V，电流为3A，假设效率为80%；
代入式中得PIN=12*3/0.8=45W
算出平均电流Iin-Avg=PIN/Vin Min
式中Vin Min为最小输入电压
我的最小输入是40V，也就是1207的最低输入电压。
代入式得Iin-Avg=45/40-1.125A
确定峰值电流IPK=2*Iin-Avg/Δmax
式中Δmax为最大占空比
我的设的为0.5
代入式得IPK=2*1.125/0.5=4.2A
5.确定钳位电阻R的值，根据公式R=2（Vsn-VRO)*Vsn/LIK*IPK*IPK*Fs
式中Fs为开关频率
IPK*IPK为IPK的平方，俺不会写
我的频率Fs为50Khz
代入式得R=【2*（110-40）*110】/【2.79*4.2*4.2*50k】
R=27K
6.确定R的功率PR=Vsn*Vsn/R
代入数值得PR=110*110/27000=0.448W可以用1W的电阻
我手头没有1W27k电阻所以用个30K吧
7.确定钳位电容C的值
我们前边一直把C的点电压VC当成不变的处理，实际是有波动的，因为有漏感等杂散电感的影响，所有会有所波动，一般这个脉动电压ΔV取钳位电压Vsn的5%-10%，我们这取10%吧，所以ΔV=11V
钳位电容的值C=Vsn/ΔV*R*Fs
带入值得C=110/11*27k*50k=0.0074uF
这里我们选个C=0.01uF的也就是103PF的电容
回头我把实验结果和波形放上来！
1.初级用了C=103 R=30K,次级R=22R,C=102，峰峰值160V

2.我把初级R又并了个30K，R=15K了，别的没动，峰峰值150V了

我又把初级C=103改为472，R=15K，次级没动，峰峰值又到138V了

我想看看要是不动电阻呢，按计算结果，把并那个30K电阻去掉，C=472，次级不动，峰峰值150V

以上总结，算出来的结果还得再试验中得到验证，只能做个参考；
所以我们应以计算为基础，根据实验来回调整，找到一个更适合你的值。还有吸收电阻R一定要考虑降额使用，满足功率要求。