《RC缓冲电路snubber设计原理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《RC缓冲电路snubber设计原理（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、RC缓冲电路snu bber设计原理RC缓冲snubber设计Snubber用在开关之间，图4显示了 RC snubber的结构图，用RC电路可 以降低管子的峰值电压及关断损耗和降低电流振铃现象。我们可以轻松选择一个 snubber Rs， Cs网络，但是我们需要优化设计以达到更好的缓冲效果快速snubber设计，为了达到CsCp，一个比较好的选择是Cs选择两 倍大小的Cp，也就是两倍大小的开关管寄生电容及估算出来的LAYOUT布 板电容，对于Rs，我们选择的标准是Rs=Eo/lo，这表示通过电流流向Rs的 所产生的电压不能比输出电压还大。消耗在Rs上的电压大小我们可以通过储 存在Cs上的能量
2、来估计。下式表示了储存在电容上的能量。C.B当电容Cs充放电的过程中，能量在电阻Rs上消耗，而这个过程中在一个给 定的开关频率下平均的功率损耗如下所得：优学网因为振铃的发生，实际的功耗比上式要稍微大一些。如下将用实例来演示一遍以上的简化设计步骤，现在用IRF740，额定工作电 流时Io=5A，Eo=160V， IRF740的Coss=170pF，布板寄生电容大概40pF，两倍Cp值大概420pF左右，我们选择一个500V的mike snubber 电容，标准的容值有390和470pF，我们选择比价接近的390pF， Rs=Eo/lo=32W，开关频率fs设为100kHz的话，Pdiss大概为1
3、W左右， 选择一个寄生电感非常小的2 W的碳膜电阻作为Rs。LpCDIQE)(a)优学(b)HSiiiriaftiHiiiCp卡iTIo3LpCpTCS优学网如果这种简化而实际有效的设计方法还不能有效减小峰值电压，那么我们可以增 加Cs，或则使用如下的优化设计方法。优化的RC滤波器设计在一些情况下必须降低峰值电压及功率损耗很严重，我们可以借鉴以下的优化 snubber设计方法，以下是W.McMurray博士在一篇文章提出的经典的 Resnubber优化设计方法，如下讨论其精粹的设计步骤。在以下讨论中我们需要如下表的定义：乙=gbX=(I)Z初始电流因子:初始能量Lp/最终能量.3 P牛抑制因子
4、E =峰值电压优学网匚.壬=Q归一化电压一在设计过程中 Io ， Eo 和 Lp 需要事先知道，一个合理的峰值电压 E1 也是 必须的，这直接用来决定 Rs 和 Cs 的大小，图 5 显示了 E1/E0 与 z 在不 同的 c 下的关系，图中的一个关键点是我们在一个给定的 c (c a 1/ Cs) 下可以 得到一个最优化的 z ( z a R s ) ，这一值让我们得到最优的设计，最低的峰值 电压。另外一个重要点是 Cs 的大小决定了峰值电压的大小，如果要得到一个 更低的峰值电压，我们就必须提高 Cs 的大小，这也意味着我们峰值电压的减 小意味着功率损耗的增大。对于一个如图 6 给定的图形来
5、说， RC 缓冲器设计非常简单，如下是设计的主 要步骤：1 决定 Io ， Eo 和 Lp 大小。2 选择最大的峰值电压值3 计算 E1 /Eo4 从图形中得到 z 和 c对给定的 z ， c 计算 R s 和 C s0.51.01.52.02.5o13=u_610.4604020103 6 4 山山 MeQd P(DZ 二 PEON2X lua)no6 4 22Damping Factor r优学网1 DOPUEOLU二巴Q,13.06.04.02.01 .0O.B0.&0.40.10.2o上o.s a.B i qe.ow.0优学网InitialCurrentFactor如下是一个实际的例子
6、，如果lo=5A ,Eo=300V , Lp=1uH ,E1=400V ,那么E1/Eo=1.33，按照图6虚线和圆圈标示，c o = 0.65 , z o= 8，我们 可以用下式来计算R s和Cs :选择标准的电容C s = 680pF，标准电阻R s = 62 Ohms上图5和图6并没有考虑开关并联电容和暂态时间的影响，在通常情况下， 理想的Rs将小于计算值，更为精确的优化设计需要spice的仿真。图7显示了使用IRF840的Rs优化设计，理想的设计值为Rs=51W， E1=363V。Rs=39和62W， E1将更大，因为并联在开关管上电容影响， 最终的峰值电压将小于400V，如果E1允许
7、超过400V，那么Cs的值还 可以减小，这样可以降低损耗。决定LpEo和Io直接从电路中得到，E1的值是在开关的额定工作电压即功率元件降 额上取得平衡。我们必须选择最大的峰值电压来取，所有这些等式都简单明了， 但是Lp是由LAYOUT的电路特性决定，不容易计算得到，我们可以通过测 量一个振铃周期T1，在加上并在开关管上的测试电容Ctest和重新测试的周 期T2， Lp可以用下式计算得到：二QAEA1.1 1.2O553O525Time (ps)通常Ctest大约是开关电容的两倍。RC snubber网络在小中功率电源应用中非常有用，但是在上千功率段， snubber上的损耗过大，我们就需要考虑其他形式的拓扑结构，RC滤波器也 可以在高功率下作为一个备用方案来选择，主要用来抑制高频振铃，而伴随的能 量不是很高的情况。
