磁珠RC subber电路数值计算讲解

从事开关电源设计的朋友肯定对RC subber电路比较熟悉。对于RC电路，在不同的情况下，有一些参数是需要灵活选取的，比如当变压器的漏感增大时，或者输出波纹比较高的时候，我们都需要RC电路的帮忙来吸收掉电路上的尖峰电压。但是很多工程师却不知道如何对这些参数进行选取，而是凭借经验尝试，这样既浪费时间又不一定能够达到想要的效果。

本篇文章就将分享有关RC电路参数选择的经验，希望能对大家有所帮助。

无磁珠的RC吸收设计

要解决问题，首先要找到问题的根源。

次级整流的振荡，主要是LC谐振。L包括变压器次级漏感，布线电感，电容ESL，元件引脚电感等；C包括整流管的结电容，分布电容，变压器绕组杂散电容等。

知道了是LC谐振，那么自然就会想到欠阻尼、临界阻尼、过阻尼。要想达到比较理想的吸收效果，我们就要找到振荡的特征阻抗，然后使并联的R与之相等就好了，即R=√(L/C)。

找到了解决方案，下一步就是计算R。

那么问题来了，L和C究竟是多少呢。就像前面提到的，LC的值是无法准确得到的，怎么办呢？无法理论计算得到LC的值，那就实际测量。

至于测量方法我们从LC谐振入手：

1、测出未加RC时的谐振频率f1。

图1

显然：f1=1/2π√LC……①

整流管上并联一个已知容量的小电容C1，注意此电容不易过大，测出谐振频率f2。

图2

显然有：f2=1/2π√L(C+C1)……②

f1，f2测量已知，C1已知，L，C未知，两个未知数，两个方程，显然联立①②式便可求出L和C。求出L和C后，即可带入1中的式子求出R1=√(L/C)。

得到了R1以后，是否可以直接并上R1呢？

显然是不可取的，因为R1构成了直流通路。我们之所以采用RC吸收，是因为其可以起到两个作用：一、阻尼振荡，R起作用；二、吸收电压尖峰，这就需要C，而且需要C来隔断R的直流回路。所以我们还需要选取C。并上去的C我们定义为C2，由振荡波形可知，我们选取R1C2=0.5T1即可，T1为f1的导数。

至此，我们又求出了需要并联的电容C2.

根据计算的元件值实测吸收效果，再进一步微调。注意此C2不易过大，否则每周期充放电会影响到整机效率的。

图3

以上是无磁珠情况的RC取值方法。这种方法避免了盲目的试换方案，吸收效果比较理想。实测波形很早以前有测过，在公司电脑，资料比较多，懒的翻出来了，这里就不再上传实测波形对比了。

有些时候还需要在整流管上套磁珠，比如CCM模式，整流管反向恢复电流比较大，比如EMC整改。加入了磁珠以后如何选取RC值呢？磁珠又该如何选取呢？

图4

首先我们要知道整流管的反向恢复时间Trr，这个差对应的规格书即可得知；其次我们想把二极管反向恢复电流抑制在什么范围内，假设为Isp。

计算所需磁珠值

我们知道二极管反向恢复时间，磁珠两端电压V=Vin*Ns/Np+Vo……①

又有V=Ldi/dt可知：L=V*Trr/Isp……②

由①②即可求出磁珠L

关于RC中的R1的选取，可以参考一中无磁珠RC元件选取的方法求出，不再赘述。

关于RC中C2的选取。由于磁珠的加入，电流不能突变，二极管正向导通的时候，如果没有RC缓冲提供回路的话，将会有电压尖峰。所以，我们要在磁珠中电流慢慢增大期间提供一条电流回路，那就是R1C2。RC电路的时间常数R1C2通常选取Trr就可以了，因为此时磁珠已饱和，无电流限制作用了。

即R1C2=Trr，至此我们又求出了C2的值，所以对于有磁珠的RC计算也结束了。

本篇文章主要介绍了Flyback次级整流二极管当中，关于磁珠RCsubber电路一些数值的计算技巧。并且给出了较为详细的推导过程，大家可以试着根据文章当中的步骤来进行数值的演算，看看是否真的提高了效率。