CN101924473A - Flyback变压器的漏感阻尼电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Flyback电源电路的钳位阻尼回路，包括一钳位二极管、一钳位电容、一泄放电阻以及一阻尼电阻，其特征在于：所述钳位电容和泄放电阻的一端连接到Flyback电源的整流滤波电路与变压器漏感之间，另一端经所述的阻尼电阻与钳位二极管的负端相连，所述的钳位二极管的正端与一控制开关管的漏极和Flyback电源的变压器输入端相连。本发明可以完全阻尼Flyback变压器漏感和开关管漏极电容形成的谐振，减少共模噪声，有利用采用更便宜的共模电感，提高产品竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种Flyback变压器的漏感阻尼电路，适用于Flyback结构的电源及相关消费类电子产品。
背景技术
目前各消费类产品上用的Flyback电源回路中，经常采用RCD钳位电路来吸收开关管漏极上由于变压器漏感和开关管漏极电容产生谐振而产生的尖峰脉冲。
虽然这种RCD钳位电路简单，低成本，但是开关管导通时储存在变压器漏感中的能量不能在开关管关断期间完全被吸收掉；而殘留在变压器漏感中的能量在钳位二极管关断后将与开关管漏极电容进行谐振，此高频谐振将产生较大的共模噪声。而为了符合电磁兼容标准要求，必需增加共模电感感量及Y电容容量来衰减此共模噪声，造成成本增加。
如图1所示，图1是传统RCD阻尼回路原理图，从图中可知：当Q1截止时，D1开始导通，变压器初级电感中贮存的能量通过次级二极管D1向C_out充电；但是在Q1导通时贮存在变压器漏感Lk中的能量在Q1关断时不能传送到二次侧。所以在Q1关断时，漏感Lk中贮存的能量将对Q1的输出电容Coss1充电，使Q1之Vds电压上升。
当Vds大于Vin+Vc时，Dc导通，Lk对Cc充电，开关管Q1之Vds被Cc钳位；流过钳位二极管Dc的电流i dc先快速上升到最大值后再下降；
当i dc下降到零时，钳位电容Cc上的电压达到最大值Vc_max；
随后钳位二极管进入反向恢复阶段，由于二极管PN结的结电容存贮电荷效应，钳位二极管Dc维持反向导通，同时钳位电容Cc上的电压开始下降，当流经钳位二极管Dc的反向电流达到最大值IRM时，钳位二极管PN结的存贮电荷为零，开始关断，此时钳位电容Cc上的电压标示为Vc_m；
随后流经钳位二极管Dc的反向电流从IRM开始下降，直到零，而与此同时，开关管Q1漏极电容Coss1与变压器漏感Lk谐振，钳位二极管Dc正端电压下降，同时产生关断损耗。
传统的RCD阻尼回路，在钳位二极管关断时，钳位电容Cc上的电压Vc_m大于变压器输出电压映射到初级的电压n*Vo，这里，变压器初次级的线圈匝比是n：1，所以变压器漏感Lk在钳位二极管关断时殘留的能量为：1/2*(Vc_m-n*Vo)2/Lk 。且此殘留在漏感Lk中的能量在钳位二极管关断后将与开关管漏极电容Coss1开始谐振，产生强的共模噪声。
具体测试波形如图2所示，其中通道1：开关管Q1之DS极电压Vds1；通道2：流过钳位二极管Dc的电流i dc。
发明内容
鉴于上述技术的不足，本发明的目的是提供一种Flyback变压器的漏感阻尼电路，可以完全阻尼Flyback变压器漏感和开关管漏极电容形成的谐振，减少共模噪声。
本发明一实施例子中采用以下手段实现: 一种Flyback电源电路的钳位阻尼回路，包括一钳位二极管、一钳位电容、一泄放电阻以及一阻尼电阻，其特征在于：所述钳位电容和泄放电阻的一端连接到Flyback电源的整流滤波电路与变压器漏感之间，另一端经所述的阻尼电阻与钳位二极管的负端相连，所述的钳位二极管的正端与一控制开关管的漏极和Flyback电源的变压器输入端相连。
本发明的另一实施例子中采用以下手段实现：一种Flyback电源电路的钳位阻尼回路，包括一钳位二极管、一钳位电容、一泄放电阻以及一阻尼电阻，其特征在于：所述钳位电容和泄放电阻的一端连接到Flyback电源的整流滤波电路与变压器漏感之间，所述钳位电容的另一端经所述的阻尼电阻与泄放电阻的另一端和钳位二极管的负端相连，所述的钳位二极管的正端与一控制开关管的漏极和Flyback电源的变压器输入端相连。
本发明并不需要对Flyback电源进行很大改造，只要在阻尼回路中的钳位二极管支路中串联一个阻尼电阻即可实现，该电阻可以方便的调节二极管关断时变压器漏感残留的能量，控制其产生共模噪声。
附图说明
图1是传统的RCD阻尼回路在Flyback电源中的原理示意图。
图2是图1RCD阻尼回路测试波形示意图。
图3是本发明实施例一Flyback变压器的漏感阻尼电路原理图。
图4是实施例一的漏感阻尼电路的测试波形示意图。
图5是本发明实施例二Flyback变压器的漏感阻尼电路原理图。
附图中相关组件说明：
BD901：整流桥；
C_bulk：工频电容；
Cc：钳位电容，其两端电压Vc；
Rc：钳位电路的泄放电阻；
Dc：钳位电路的钳位二极管；
Rd：钳位电路的阻尼电阻；
Q1：Flyback电路的主开关管；
Coss1：开关管Q1的漏极电容；
T901：Flyback电路的变压器，其初次级匝比为n：1 ；
D1：次极整流二极管；
Cout：次级输出滤波电容；
R_load：负载电阻。
具体实施方式
如图3所示，本发明提供一种Flyback电源电路的钳位阻尼回路，包括一钳位二极管、一钳位电容、一泄放电阻以及一阻尼电阻，其特征在于：所述钳位电容和泄放电阻的一端连接到Flyback电源的整流滤波电路与变压器漏感之间，另一端经所述的阻尼电阻与钳位二极管的负端相连，所述的钳位二极管的正端与一控制开关管的漏极和Flyback电源的变压器输入端相连。
简单的说，本发明是在阻尼回路中的钳位二极管Dc支路中串联一个阻尼电阻Rd，其工作过程如下：
当Vds大于Vin+Vc时，Dc导通，Lk对Cc充电，开关管Q1之Vds被Cc钳位；流过钳位二极管Dc的电流idc先快速上升到最大值后再下降；
当idc下降到零时，钳位电容Cc上的电压达到最大值Vc_max；
随后钳位二极进入反向恢复阶段，由于二极管PN结的结电容存贮电荷效应，钳位二极管Dc维持反向导通，同时钳位电容Cc上的电压开始下降，当流经钳位二极管Dc的反向电流达到最大值IRM时，钳位二极管PN结的存贮电荷为零，开始关断，此时钳位电容Cc上的电压标示为Vc_m；此时开关管Q1之DS极电压为：Vds1=Vin+Vc_m-IRM*Rd；从变压器支路看：Vds1=Vin+n*Vo+VLk 。调节Rd的阻值，使此时的VLk=0 。
随后流经钳位二极管Dc的反向电流从IRM开始下降，直到零，而此时由于漏感中没有能量，且Vds1=Vin+n*Vo ,所以关断损耗很小，且变压器漏感Lk和开关管Q1之漏极电容几乎没有振荡。经测试，本实施例子开关管Q1的DS极电压Vds1和流过钳位二极管Dc的电流i dc的波形如图4所示。
此外，在本发明的另一实施例子中，如图5所示，所述的阻尼电阻Rd也可以放在钳位电容支路，即其一端和钳位电容Cc相连，另一端和钳位二极管的负端相连。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (2)
1.一种Flyback电源电路的钳位阻尼回路，包括一钳位二极管、一钳位电容、一泄放电阻以及一阻尼电阻，其特征在于：所述钳位电容和泄放电阻的一端连接到Flyback电源的整流滤波电路与变压器漏感之间，另一端经所述的阻尼电阻与钳位二极管的负端相连，所述的钳位二极管的正端与一控制开关管的漏极和Flyback电源的变压器输入端相连。
2.一种Flyback电源电路的钳位阻尼回路，包括一钳位二极管、一钳位电容、一泄放电阻以及一阻尼电阻，其特征在于：所述钳位电容和泄放电阻的一端连接到Flyback电源的整流滤波电路与变压器漏感之间，所述钳位电容的另一端经所述的阻尼电阻与泄放电阻的另一端和钳位二极管的负端相连，所述的钳位二极管的正端与一控制开关管的漏极和Flyback电源的变压器输入端相连。
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