整流二極管尖峰吸收電路的設(shè)計對比，選你所“愛”

最近在網(wǎng)上看到很多人都在討論Flyback的次級側(cè)整流二極管的RC尖峰吸收問題，覺得大家在處理此類尖峰問題上仍過于傳統(tǒng)，其實此處用RCD吸收會比用RC吸收效果更好，用RCD吸收，其整流管尖峰電壓可以壓得更低(合理的參數(shù)搭配，可以完全吸收，幾乎看不到尖峰電壓)，而且吸收損耗也更小。

圖 整流二極管電壓波形(RCD吸收)

從這兩張仿真圖看來，其吸收效果相當(dāng)，如不考慮二極管開通時高壓降，可以認(rèn)為吸收已經(jīng)完全。

此處的RCD吸收設(shè)計，可以這樣認(rèn)為：為了吸收振蕩尖峰，C應(yīng)該有足夠的容值，已便在吸收尖峰能量后，電容上的電壓不會太高，為了平衡電容上的能量，電阻R需將存儲在電容C中的漏感能量消耗掉，所以理想的參數(shù)搭配，是電阻消耗的能量剛好等于漏感尖峰中的能量(此時電容C端電壓剛好等于Uin/N+Uo)，因為漏感尖峰能量有很多不確定因素，計算法很難湊效，所以下面介紹一種實驗方法來設(shè)計。

1.選一個大些的電容(如100nF)做電容C，D選取一個夠耐壓>1.5*(Uin/N+Uo)的超快恢復(fù)二極管(如1N4148;

2.可以選一個較小的電阻10K，1W電阻做吸收的R;

3.逐漸加大負(fù)載，并觀察電容C端電壓與整流管尖峰電壓;

如C上電壓紋波大于平均值的20%，需加大C值;

如滿載時，C端電壓高于Uin/N+Uo太多(20%以上，根據(jù)整流管耐壓而定)，說明吸收太弱，需減小電阻R;

如滿載時，C上電壓低于或等于Uin/N+Uo，說明吸收太強，需加大電阻R;

如滿載時C上電壓略高于Uin/N+Uo(5%~10%，根據(jù)整流管耐壓而定)，可視為設(shè)計參數(shù)合理;

在不同輸入電壓下，再驗證參數(shù)是否合理，最終選取合適的參數(shù)。我們再看看兩種吸收電路對應(yīng)的吸收損耗問題(以Flyback為例)：

采用RC吸收：C上的電壓在初級MOS開通后到穩(wěn)態(tài)時的電壓為Vo+Ui/N,(Vo為輸出電壓，Ui輸入電壓，N為變壓器初次級匝比)，因為我們設(shè)計的RC的時間參數(shù)遠(yuǎn)小于開關(guān)周期，可以認(rèn)為在一個吸收周期內(nèi)，RC充放電能到穩(wěn)態(tài)，所以每個開關(guān)周期，其吸收損耗的能量為：次級漏感尖峰能量+RC穩(wěn)態(tài)充放電能量，近似為RC充放電能量=C*(Vo+Ui/N)^2(R上消耗能量，每個周期充一次放一次)，所以RC吸收消耗的能量為 fsw*C*(Vo+Ui/N)^2,以DC300V輸入，20V輸出，變壓器匝比為5，開關(guān)頻率為100K，吸收電容為2.2nF為例，其損耗的能量為 2.2N*(20+300/5)^2*100K=1.4w。

采用RCD吸收，因為采用RCD吸收，其吸收能量包括兩部分，一部分是電容C上的DC能量，一部分就是漏感能量轉(zhuǎn)換到C上的尖峰能量，因為漏感非常小，其峰值電流由不可能太大，所以能量也非常有限，相對來講，只考慮R消耗的直流能量就好了，以上面同樣的參數(shù)，C上的直流電壓為Vo+Ui/N=80V，電阻R取47K，其能量消耗為0.14W，相比上面的1.4W，“低碳”效果非