新手入门 开关电源RCD吸收电路解析

RCD电路在电源中能够较大程度的吸收电阻，从而起到降低损耗的作用。但是开关电源当中的RCD吸收电路较为复杂，如果想要新手在短时间内掌握是比较困难的，所以本文就将对开关电源当中的RCD吸收设计进行讲解，希望能对大家有所帮助。

MOS电压尖峰的吸收电路有很多种，比如RCD，RDTVS，RCD+TVS等，但常用的是前两者，所以本文将着重讲一下前面两种形式的参数设计。

即如下两图形式：

图2

开始设计电路参数之前，我们先定义一下变量含义以便下面描述：

Lr：初级漏感电感量：

Vcmax、Vcmin、Vcavg、△Vc：RCD中C(如上图1种的C1)两端的峰值电压，谷底电压，平均电压，峰值电压和谷底电压的差值，(由定义有，△Vc=Vcmax-Vcmin：Vcavg=Vcmin+△Vc/2)

Vtvs：如上图2中的TVS的击穿电压。

f:开关电源的工作频率(已知)

Ipk：变压器初级峰值电流(关于Ipk的确定，我们在设计变压器时已定下，当然也要在低压满载情况下实测，某些IC自带限流点则简单点)

Vdsmax：主开关管MOS的最大额定电压。

Vor：次级反射到初级的反射电压。

有了以上变量定义，下面我们开始转入正题：

1、测量主变压器的初级漏感电感量Lr

这两种钳位电路均是为了吸收漏感的能量以降低主开关管的电压应力，既然是吸收漏感的能量，显然我们要知道变压器的漏感能量有多大。然而，需要知道漏感能量有多大，需要知道漏感多大，因此第一步我们就要测量变压器的漏感Lr。

2、计算漏感能量E

E=1/2*Lr*Ipk²

3、确定Vcmax或Vtvs

一般我们至少要给MOS电压应力留有10%的裕量，保守情况留有20%的裕量，尤其是没有软启动切功率相对较大的电源里，这里我们取20%的裕量。所以就有Vcmax(Vtvs)=80%*Vdsmax-√2*Vinmax。

4、确定△Vc，Vcavg，Vcmin(TVS方案无此步骤)

RCD电路中C1两端电压是变化的，主开关关断时漏感能量迅速将其充电至Vcmax，然后通过R慢慢放电到Vcmin。这个△Vc一般我们会设计在10%-15%Vcmax左右。有了△Vc即可得到Vcavg，Vcmin。

5、确定R2大小

在第二步中我们已经计算出了漏感能量，假设我们的漏感能量全部被转移到C1(或被TVS消耗掉)中，那么R2上必然消耗掉这些能量。当然，漏感的能量不会全部转移到C1中或被TVS消耗掉，但是作为一个理论设计指导，此假设是合理的(假设误差由实际测试结果来调整)。

所以，Vcavg²/R=E*f

由此式即可计算出R2的大小，亦可得出R2的功率要求，一般要保证R2的功率要大于此功率(E*f)的1.5-2.5倍。若为TVS则，TVS的功率也要和电阻的功率要求一样，要大于1.5-2.5*E*f。

6、确定C1的大小

由第五步中的假设，可知：E=1/2*C1*(Vcmax²-Vcmin²)所以C1大小可求出。至此我们分析了R2，C1，ZD1(TVS)的设计流程，还有R1和D1的要求了。

7、R1可以改善EMI，同时限制D1的反向恢复电流，小功率电源中常用。

一般我们会选取几十Ω左右，当然功率越大，Ipk越大，此电阻的损耗越大，所以要取的越小，大功率此电阻取几Ω即可，甚至不要此电阻。大功率电源中慎用此电阻。

功耗要大于Ipk²*R1

8、D1一般用快恢复或超快恢复二极管

二极管电流电压按一般裕量原则1.5Ipk，1.5Vcmax即可，功耗要求大于1/2*Ipk*Vf(DCM模式)，CCM模式1/2*Ipk替换为初级平均电流即可，主要还是看此二极管的发热量。关于D1用慢管的运用，一定要配合好R1且在小功率场合。

本篇文章介绍了开关电源当中的RCD电路吸收设计，主要针对新手对这种吸收电路进行较为全面的讲解和剖析，希望大家在阅读过本篇文章之后能够有所收获。