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缓冲网络工作原理

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缓冲网络工作原理

缓冲网络(经常是由损耗型的电阻、电容和二极管网络组成的网络)是并联在高压开关器件和整流二极管两端的,用来减少由开关器件导通或关断而产生的开关应力与电磁干扰问题。

当用到双极型晶体管时,缓冲网络就用来提供一个“负载线整形”功能,确保副边击穿反向偏压以及安全工作区的限定值不被超越。在离线式反激变换器中,当交流137V的倍压电压加到整流电路或是双输入电压电路的交流250V桥式整流电路中时,反激电压很容易就可以超过800V,所以缓冲网络的用途特别重要。

 

具有负载线整形的缓冲电路

在图中显示了传统单端输出反激变换器的基本电路,它包括由Q1驱动的P1、带有漏感能量恢复绕组的P2以及二极管D,缓冲网络由元件D、C1和R1组成,它并联在Q1的集电极与发射极之间,图中显示的是在这个电路中所期望的电压和电流波形。如果要求有“负载线整形”功能,那么缓冲网络元器件的主要功能是在Q1关断期间为维持变压器原边感应电流IP提供一个交流通路。由于该缓冲网络的存在,在关断Q1时就不会在Q1的集电极形成一个大电压,Q1集电极的实际电压值主要与分流电流I。的幅值、缓冲电容C1的值以及Q1的关断时间t2-t1有关。如果没有这个缓冲网络,Q1上的电压降将非常大,它由有效的初极漏感以及关断电流的变化率di/dt来决定,在关斯沿,缓冲网络降低了集电极电压的变化率,因此也就减少了射频干扰问题。

 缓冲网络工作原理

工作原理

稳定状态下,Q1关断期间的工作过程如下。

见图,在t1时刻Q1开始关断时T1中的原边电感与漏感将使变压器原边绕组中的原边电流Ip保持不变。这将导致Q1的集电极电压从t1到t2会上升,原边电流分出部分电流1到D1和C1,使C1在此时充电。因此,流过Q1的电流下降,电感强迫分流电流I,流过二极管D1给C1充电。如果晶体管D1在有利的情况下快速关断,那么集电极电压的变化率dVc/dt将只与原来的集电极电流Ip以及C1的电容值有关。

 缓冲网络工作原理

当Q1关断后,恒定电流充电使集电极电压线性增大,直到在t3时刻达到反向钳位电压2V,这时D也导通。在t1时刻之后不久(该延时时间与原边副边漏感的大小有关),副边绕组的输出电压就会增大到与输出电容上的电压值相等。这时反激电流将会从原边变换到副边电路,该电流是以一定的速率(由副边漏感与通过D2、C2的外部回路电感决定)建立起来的(在t3-t4内)。

实际上,Q1不会马上关断,因此,要避免发生二次击穿,应该合理选择缓冲网络,在集电极电流变为零之前,使Q1集电极电压不会超过Vceo。

如果不使用缓冲网络,图中显示相对较高的边沿损耗和二次击穿负载线的应力。如果使用合适的缓冲网络,便可获得图所示更好的关断波形。

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| 发布时间:2018.09.14    来源:电源适配器厂家
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