開關(guān)電源LCD無損吸收電路！

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開關(guān)電源LCD無損吸收電路！

開關(guān)電源LCD無損吸收電路！

變壓器與EMI 的關(guān)系
LCD緩沖網(wǎng)絡(luò)如圖1所示，由L、C、D1和D2組成。LCD緩沖電路不但能夠?qū)?strong>變壓器的漏感能量反饋回電網(wǎng)，而且能夠有效地抑制開關(guān)管關(guān)斷時(shí)由漏感能量造成的電壓尖峰。

圖1 LCD緩沖電路
如果LC諧振頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)頻率，在開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷期間，箝位電容的極性將不斷改變。開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，其漏極電壓開始上升，D1導(dǎo)通，電容將進(jìn)行充電，減緩了漏極電壓上升的速度，電容兩端電壓為

式中，I0為開關(guān)管關(guān)斷時(shí)初級(jí)繞組流過的電流，Vref為輸出反射電壓，Lkp為變壓器初級(jí)繞組漏感。
開關(guān)管導(dǎo)通后，箝位電容通過Q、L和D2。進(jìn)行放電。L、D2和C產(chǎn)生諧振，大約半個(gè)振蕩周期后，以電壓形式儲(chǔ)存在電容上的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍问剑瑑?chǔ)存在電感中，電容的電壓極性改變，充電到Vin 。在下半周期內(nèi)，L1上端電壓繼續(xù)升高，即電容兩端電壓大于Vin，D1導(dǎo)通，儲(chǔ)存在電感中的剩余能量通過D1返回電網(wǎng)。
在這種工作狀態(tài)下，箝位電容C的電壓與輸入電壓無關(guān)，依賴于負(fù)載電流的大小。由于LC諧振頻率非常高，電容C的值不能設(shè)計(jì)得過大，因此，在重載條件下，箝位電壓遠(yuǎn)大于輸出反射電壓(通常為Vref的2～4倍)
如果LC諧振頻率小于電路開關(guān)頻率，開關(guān)管導(dǎo)通期間，箝位電容儲(chǔ)存的能量通過LC振蕩，只有一小部分傳遞到電感。開關(guān)管關(guān)斷后，電感中的能量通過D1和D2返回電網(wǎng)。箝位電容的電壓極性不會(huì)發(fā)生改變。電容值如果足夠大，在整個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電容電壓的微小變化將忽略不計(jì)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，達(dá)到能量平衡后

式中，Lm為變壓器初級(jí)繞組電感。
由于變壓器漏感遠(yuǎn)小于初級(jí)電感，箝位電容電壓與輸出反射電壓緊密相關(guān)，因此，選擇一個(gè)合適的電感，箝位電容的電壓將對(duì)輸入電壓的依賴很小，并且箝位電壓可維持在比輸出反射電壓略高的一個(gè)值上，基本與輸入電壓無關(guān)。開關(guān)管的電壓

在寬輸入電壓情況下，LCD緩沖電路的箝位電壓非常低，接近于輸出反射電壓，不隨負(fù)載電流而變化，且無損耗，但需額外提供一個(gè)電感，其值需與變壓器初級(jí)電感匹配，以減小開關(guān)管電流應(yīng)力。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，為了減緩開關(guān)管漏極電壓上升速率，LC諧振頻率應(yīng)小于開關(guān)頻率，電容應(yīng)足夠大。

LCD無損緩沖電路原理
反激變換器加入無損緩沖電路后，可以大大減少開關(guān)損耗。LCD無損緩沖電路圖如圖2-6

LCD無損緩沖電路工作原理及分析[4]如下,其工作波形如圖2-7所示。
1）工作模態(tài) 1：t0~t1。當(dāng)t = t0時(shí)，開關(guān)管S開始導(dǎo)通，緩壓電容Cr與電感Lr、二極管D1組成諧振支路，Cr端壓下降。
2）工作模態(tài) 2：t1 ~ t2 當(dāng)t=t1時(shí)，功率開關(guān)S及原邊電感電流線性增加，二極管D0反偏，工作狀態(tài)和硬開關(guān)工作情況相同。
3）工作模態(tài) 3：t2 ~ t3 當(dāng)t =t2時(shí)，開關(guān)管S關(guān)斷，儲(chǔ)能電感 L1、漏感 Lk沿Cr，D2釋放能量，Cr兩端電壓緩慢上升，原邊電感電壓Lu下降。
4）工作模態(tài) 4：t 3~ t4 當(dāng)t=t3時(shí)，Lu下降到使 D0正偏導(dǎo)通，隨后原邊電感被
箝位， oLUNNu2 1 ? ?，Cr與L1，Lk，直流輸入電源、D1和 Lr形成諧振回路。等效電感Le =L1+Lk+Lr。dsu在t= t3時(shí)刻突然下降，以后近似按線性規(guī)律下降。
5）工作模態(tài) 5：t4 ~ t5 電容Cr兩端電壓Ucr不變，D0I線性減小。
6）工作模態(tài) 6：t5 ~ t6

當(dāng)t= t5時(shí)，D0關(guān)斷，對(duì)原邊繞組的箝位作用消失，Cr沿 L1、Lk、直流輸入電源、D1和 Lr釋放能量。

7）工作模態(tài) 7：t6 ~ t7 當(dāng)t=t6時(shí)，電容Cr端壓保持 Ud不變，輸出濾波電容向負(fù)載提供能量，直至下一周期開始。