電源開關(guān)管的過壓保護(hù)電路

在單激式開關(guān)電源中，無論是正激式還是反激式開關(guān)電源，都要求對(duì)電源開關(guān)管采取過壓保護(hù)，以防止當(dāng)開關(guān)管突然關(guān)斷瞬間，開關(guān)變壓初級(jí)線圈產(chǎn)生的反激脈沖尖峰電壓與輸入電壓進(jìn)行迭加后，加到電源開關(guān)管的D、S極兩端，把電源開關(guān)管擊穿。

為了防止電源開關(guān)管擊穿，圖7是一種抑制反激脈沖尖峰電壓，對(duì)電源開關(guān)管具有過壓保護(hù)作用的RCD尖峰脈沖吸收電路。之所以把它稱為RCD尖峰脈沖吸收電路，因圖中主要器件由R、C、D組成。

為了分析方便，我們把開關(guān)變壓器等效成一個(gè)理想的(漏感等于0的)開關(guān)變壓器T與一個(gè)漏感Ls相串聯(lián)，把開關(guān)變壓器初級(jí)線圈N1產(chǎn)生勵(lì)磁作用的電感Lu稱為勵(lì)磁電感;分布電容Cs為開關(guān)變壓器初線圈的分布電容與次級(jí)線圈的分布電容等效到初線圈后，總的等效電容。

在圖7中，當(dāng)電源開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，開關(guān)變壓器初級(jí)線圈產(chǎn)生的反激電壓脈沖(包括漏感產(chǎn)生的反激電壓脈沖)將會(huì)與輸入電壓U迭加，同時(shí)加到電源開關(guān)管Q1的D、S極兩端，此時(shí)，整流二極管D將導(dǎo)通，并對(duì)C進(jìn)行充電;C的作用就是把加到開關(guān)管D、S極兩端的尖峰脈沖電壓加以吸收，以防止開關(guān)管被尖峰脈沖電壓擊穿;而R的作用是把C吸收尖峰脈沖電壓產(chǎn)生的積累電荷泄放掉，為下一次尖峰脈沖的吸收做好準(zhǔn)備，否則，經(jīng)過多個(gè)尖峰脈沖電壓吸收之后，電容積累的電荷將會(huì)越來越多，其兩端電壓也會(huì)越來越高，最后將會(huì)失去吸收尖峰脈沖的作用。

值得注意的是，當(dāng)電源開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，由于變壓器次級(jí)線圈整流濾波電路D2和C2的接入，開關(guān)變壓器初、次級(jí)線圈的等效分布電容Cs相對(duì)于濾波電容C2來說，其作用將變得微不足道;此時(shí)，由于輸出電壓Uo通過變壓器初、次級(jí)線圈的耦合和反射作用，使得變壓器初級(jí)線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢電壓完全被鉗制在一個(gè)與次級(jí)輸出電壓Uo成正比的數(shù)值上，即：

另外，由于開關(guān)管Q1兩端的等效分布電容Cds并不是一個(gè)純電容，而實(shí)際上是一個(gè)阻抗由小到大，其阻抗變化過程類似于電容充電的可變電阻，它只吸收能量，而不會(huì)釋放能量。

當(dāng)它兩端的電壓Uds高于電容C兩端的電壓之后，即，整流二極管D導(dǎo)通之后，分布電容Cds的作用就完全變成了一個(gè)分流電阻Rds。此時(shí)，流過電阻Rds的電流越大，開關(guān)管的損耗也越大，適當(dāng)選擇圖7中電容C的容量和電阻R的阻值，可以減小流過電阻Rds(開關(guān)管關(guān)斷過程中的等效電阻)的電流，從而可以降低開關(guān)管的損耗。

換一句話說，RCD尖峰脈沖吸收電路對(duì)開關(guān)管進(jìn)行過壓保護(hù)，就是通過電容C和電阻R對(duì)流過電源開關(guān)管(Rds)的電流進(jìn)行分流來實(shí)現(xiàn)的;RCD尖峰脈沖吸收電路，不但可以降低開關(guān)管漏極與源極兩端的峰值電壓，還可以降低開關(guān)管的損耗。