理想下的VDS波形 - 反激式(RCD)開關(guān)電源原理及設(shè)計

　　從圖上可以看出Vds是由VIN和VF組成，VIN大家可以理解是輸入電壓，那VF呢？

　　這里我們引出一個反激的重要參數(shù)：反射電壓即VF，指次級輸出電壓按照初次級的砸比反射到初級的電壓。可以用公式表示為VF=VOUT/（NS/NP），（因分析的是理想情況，這里我們忽略了整流管的管壓降，實際是要考慮進去的）

　　式中VF為反射電壓；

　　VOUT為輸出電壓；

　　NS為次級匝數(shù)；

　　NP為初級匝數(shù)。

　　比如，一個反激變換器的匝比為NP:NS=6：1，輸出電壓為12V，那么可以求出反射電壓VF=12/（1/6）=72V。

　　上邊是一個連續(xù)模式（CCM模式）的理想工作波形。

　　下面咱在看一個非連續(xù)模式（DCM模式）的理想工作波形

　　從圖上可以看出DCM的Vds也是由VIN和VF組成，只不過有一段時間VF為0，這段時候是初級電流降為0，次級電流也降為0。

　　那么到底反激變化器怎么區(qū)分是工作在連續(xù)模式（CCM）還是非連續(xù)模式（DCM）？

　　是看初級電感電流是否降到0為分界點嗎，NO，反激變換器的CCM和DCM分界點不是按照初級電感電流是否到0來分界的，而是根據(jù)初次級的電流是否到0來分界的。

　　如圖所示

　　從圖上可以看出只要初級電流和次級電流不同時為零，就是連續(xù)模式（CCM）；

　　只要初級電流和次級電流同時為零，便是不連續(xù)模式（DCM）;

　　介于這倆之間的是過度模式，也叫臨界模式（CRM）。

　　以上說的都是理想情況，但實際應(yīng)用中變壓器是存在漏感的（漏感的能量是不會耦合到次級的），MOS管也不是理想的開關(guān)，還有PCB板的布局及走線帶來的雜散電感，使得MOS的Vds波形往往大于VIN+VF。類似于下圖

　　這個圖是一個48V入的反激電源。

　　從圖上看到MOS的Vds有個很大的尖峰，我用的200V的MOS，尖峰到了196了。這是尖峰是由于漏感造成的，上邊說到漏感的能量不能耦合到次級，那么MOS關(guān)斷的時候，漏感電流也不能突變，所以會產(chǎn)生個很高的感應(yīng)電動勢，因無法耦合到次級，會產(chǎn)生個很高的電壓尖峰，可能會超過MOS的耐壓值而損壞MOS管，所以我們實際使用時會在初級加一個RCD吸收電路，把尖峰盡可能的吸到最低值，來確保MOS管工作在安全電壓。具體RCD吸收電路圖如下

　　簡單分析下工作原理

　　1.當(dāng)開關(guān)S開通時，二極管D反騙而截至。電感儲存能量。

　　2當(dāng)開關(guān)S關(guān)斷時，電感電壓反向，把漏感能量儲存在C中，然后通過R釋放掉。細心的朋友可能會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開關(guān)關(guān)斷的時候，這個RCD電路和次級的電路是一模一樣的，D整流，C濾波。R相當(dāng)于負載。只不過輸出電壓不是VO，而變成了次級反射到初級的電壓VF。所以，注意了，R的值不能取得太小，太小了損耗嚴重，影響效率。而且電阻的功率會變的很大！

　　下邊來個加了RCD吸收的波形