基于開關電源的尖峰吸收電路設計

摘要：為了防止開關電源系統中的高速開關電路存在的分布電感與電容在二極管蓄積電荷的影響下產生浪涌電壓與噪聲。文中通過采用RC或LC吸收電路對二極管蓄積電荷產生的浪涌電壓采用非晶磁芯和矩形磁芯進行磁吸收，從而解決了開關電源浪涌電流的產生以及抑制問題。
關鍵詞：開關電源；浪涌電流；吸收電路

0 引言
開關電源的主元件大都有寄生電感與電容，寄生電容Cp一般都與開關元件或二極管并聯，而寄生電感L通常與其串聯。由于這些寄生電容與電感的作用，開關元件在通斷工作時，往往會產生較大的電壓浪涌與電流浪涌。
開關的通斷與二極管反向恢復時都要產生較大電流浪涌與電壓浪涌。而抑制開關接通時電流浪涌的最有效方法是采用零電壓開關電路。另一方面，開關斷開的電壓浪涌與二極管反向恢復的電壓浪涌可能會損壞半導體元件，同時也是產生噪聲的原因。為此，開關斷開時，就需要采用吸收電路。二極管反向恢復時，電壓浪涌產生機理與開關斷開時相同，因此，這種吸收電路也適用于二極管電路。本文介紹了RC、RC D、LC等吸收電路，這些吸收電路的基本工作原理就是在開關斷開時為開關提供旁路，以吸收蓄積在寄生電感中的能量，并使開關電壓被鉗位，從而抑制浪涌電流。

1 RC吸收電路
圖1所示是一個RC吸收網絡的電路圖。它是電阻Rs與電容Cs串聯的一種電路，同時與開關并聯連接的結構。若開關斷開，蓄積在寄生電感中的能量對開關的寄生電容充電的同時，也會通過吸收電阻對吸收電容充電。這樣，由于吸收電阻的作用，其阻抗將變大，那么，吸收電容也就等效地增加了開關的并聯電容的容量，從而抑制開關斷開的電壓浪涌。而在開關接通時，吸收電容又通過開關放電，此時，其放電電流將被吸收電阻所限制。