开关电源中的缓冲电路介绍

开关电源的运行频率很高,因为电路中存在电容,所以在开关的瞬间,电路内部会发生过大电压造成电路的损坏,而在开关电源中增加缓冲电路是人们为改进开关环境所做的诸多尝试之一,可是缓冲电路的运用效果对改进开关环境的效果卓有成效,因此,对开关电源的缓冲电路规划也被相关范畴的专家广泛重视。本文首先介绍了开关电源缓冲电路的相关内容,包括概念、必要性和基本规划思路等,然后列举了现阶段被广泛运用的三种缓冲电路类型,并对其结构功用进行较为详尽的介绍。
 
缓冲电路又称吸收电路,它是电力电子器材的一种重要的防护电路,可以减轻器材开关过程中的功率担负,经过多年的开展,缓冲电路现已成为了电力电子电路中必不可少的一部分。而且在开展过程中缓冲电路也形成了许多种类,他们各具特色,适用于不同的实际状况,在选择过程中一定要结合电路的特点和要求,选择合适的缓冲电路,必要时可以多种类型结合运用。
 
1.开关电源缓冲电路的相关内容
 
1.1开关电源缓冲电路的基本概念
 
缓冲电路又称吸收电路,它是电力电子器材的一种重要的防护电路。它由电感、电容、电阻和功率开关器等元件组成,可以防护电路的正常运转。缓冲电路具有许多方式依据不同的分类规范可以将其分成多种类别以适应不同类型的开关电源。依据缓冲电路的效果时间,可以将其分成关断缓冲电路和注册缓冲电路。关断缓冲电路可以吸收关断过电压或者是换相过电压,减小关断功率损耗,而注册缓冲电路则是用于按捺开关电源注册时的电流,假如将两种缓冲电路结合,则形成复合缓冲电路。无源和有源缓冲电路是依据元件类型进行分类的,有源缓冲电路包括元件较多,结构也相对复杂。而无源缓冲电路没有操控和驱动电路,结构就更为简略,被广泛运用。从缓冲电路是否发生损耗的角度还可将其分为有损和无损两类。缓冲电路的分类较多,详细运用时还需结合实际而定。
 
1.2开关电源缓冲电路的必要性和效果
 
在开关电源的运用过程中,在注册和关闭的瞬间,会发生很大的电流或电压,导致开关电源发热或者是直接损坏,为了防止这样的状况的发生,可以从两方面入手,一种办法是减小开关变换器中的寄生电容,另一种办法便是在电路中添加缓冲电路来减缓电流或电压,以下降开关电源过热而导致的损坏,而就前一种办法比较,添加缓冲电路愈加经济可行。缓冲电路的效果是经过改进功率半导体器材的开关作业轨道完成的,它可以按捺开关电源的过电压和过电流,削减开关电源的损耗然后确保开关电源可以安全可靠的运转。
 
1.3开关电源缓冲电路的规划基本思路
 
开关电源缓冲电路的规划方式有许多种,可是其基本思路都是设法使注册中的开关电源阳极电流缓升,在关断时阳极电压缓升,减小开关过程中的功率损耗,然后防止可关断晶闸管导通和阻断的过程中一起承受过电流和过电压的影响,致使器材过度发热终究损坏。缓冲电路可以运用电感电流不能突变的特性按捺电流上升率,然后到达使注册中的开关电源阳极电流缓升的意图,运用电容电压不能突变的特性操控器材电压的上升率,然后到达关断时阳极电压缓升的意图。
 
2.开关电源缓冲电路的类型
 
2.1RCD缓冲电路
 
RCD缓冲电路由电阻Rs、电容Cs和二极管VDs组成,电阻Rs和二极管VDs可以串联或者是并联。它的效果主要是按捺器材关断时发生的过电压,并限制du/dt然后减小器材的关断损耗。RCD缓冲电路在开关电源关断时,负载的电流会在经过电阻Rs和电容Cs时发生分流,减小了电路中的电流巨细。此外,蓄积在寄生电感中的能量可以经过开关电源中的寄生电容进行充电,然后使开关电压缓慢上升,当寄生电感和寄生电容两头的电压相一起,吸收二极管VDs就会导通,使得开关电压保持在一伏左右。一起,寄生电感也可以为电容进行充电,使得开关接通时可以吸收电容对电阻Rs充电,电阻Rs起到按捺放电电流的效果,经过一段时间后,电容两头的电压接近于零,为开关电源的关断做好准备。RCD缓冲电路可以下降开关电源中的电压应力然后到达防护电路的意图,它是结构最简略、本钱最低的缓冲电路,因此被广泛的运用。可是,这一缓冲电路的钳位电压会跟着电路负载的改变而改变,假如缓冲器的参数确认不合理,缓冲电路就会达不到应有的效果而使开关电源遭到破坏,此外,RCD缓冲电路的损耗还比较大,然后影响该电路的应用效果。
 
2.2 LCD缓冲电路
 
LCD缓冲电路由电感Lr、电容Cs、Cr和二极管VD1、VD2、VD3组成,因为LCD缓冲电路不运用有源器材,而且不包括耗能元件,几乎不发生损耗,所以又被称为无源无损缓冲电路。LCD缓冲电路的效果是削减主开关管的电流和电压上升速率,使之从零开始,使开关管作业在准零电流导通和准零电压关断状态,减小开关接通关断过程中的损耗。LCD缓冲电路常用的办法有许多种,其一是将电感与开关管串联,这样一来,在开关电源接通时,回路中的电流只能从零开始添加,然后到达防护电路,削减损耗的意图。还可以将电容与开关管并联,这样在开关电源时,开关管两头的电压也只能从零开始缓慢上升,使得关断时的电路不能立即发生过电压,然后到达缓冲的效果。LCD缓冲电路的结构和RCD缓冲电路相同简略,可是却比RCD缓冲电路更具有优势。它的缓冲功率非常高,对电路的电磁干扰小,而且造价很低、性能好、可靠性高。现在,经过的多年的开展,LCD缓冲电路的相关技术现已比较老练,可是仍不断有新的效果发表,LCD缓冲电路现在现已成为完成软开关的重要技术之一,而且引起了相关专家的广泛重视,有着非常好的发展前景。
 
2.3能量回馈缓冲电路
 
能量回馈缓冲电路的吸收能量不必任何可控型开关器材和相关的操控电路就能直接或直接的回馈到直流电源和负载。具有操控改进开关器材的运转轨道,使之位于正、反向安全作业区之内,下降功率器材开关损耗和电磁噪声,提高设备的过流、过压才能的效果。在开关电源接通时,寄生电容Cs可以经过二极管、传输电容Co、开关吸收电感谐振回路放电,Cs上的部分能量可以经过二极管、变压器等回馈到开关电源上,然后减小峰值谐振电流,起到防护电路的效果。在开关电源断开时,电感Ls中的大部分能量可以转移到电容器中,只要一小部分回馈到电源,开关管上不会呈现大的浪涌电压,被有效地箝位,到达下降开关管应力的意图。能量回馈缓冲电路尽管结构比较复杂,可是比较于其他缓冲电路,它更能确保大功率设备的安稳高效运转。
 
现在的开关电源发展正趋向于小型化和轻量化,可是为了确保运用的要求,开关电源的运用频率就会相应的添加,然后添加开关损耗,导致器材过热失效或者是发生关断过电压,而在电路中参加缓冲电路便是为了减轻器材开关过程中的功率担负。缓冲电路现已成为电路中必不可少的一部分,发挥着至关重要的效果,尽管现阶段现已研发出了RED缓冲电路、LCD缓冲电路、能量回馈缓冲电路等多种类型的缓冲电路,对新式缓冲电路的研讨开发仍是热门。

上一篇:开关电源的主要电磁干扰源有哪些?

下一篇:关于开关电源的电磁兼容设计方案