近來(lái),一大客戶(hù)要求電源每個(gè)元件的選取要有理論和計(jì)算公式,我忙了好一段時(shí)間,基本上已快完成,上次客戶(hù)對(duì)輸入整流體和輸入電容紋波電流公式的推導(dǎo)不滿(mǎn)意,我用了一個(gè)星期時(shí)間,參考了好多文獻(xiàn),總算用微積分推出來(lái)了,并用上了O.H.schade曲線(xiàn)圖,和實(shí)際很接近,客戶(hù)較滿(mǎn)意.
在這個(gè)過(guò)程中,自己學(xué)了不少東西,但也有悲哀,中國(guó)這么多人作電源,好多人在研究反饋環(huán)路,像輸入整流體和輸入電容紋波電流好像不被重視,,但日本卻對(duì)此研究的讓你心服口服,雖用上了O.H.SCH圖,但許多文獻(xiàn)是對(duì)線(xiàn)性電源而言的,開(kāi)關(guān)電源的很少人研究.
在吸收電路方面,初級(jí)鉗位snumber的理論已較成熟,網(wǎng)上有的外獻(xiàn)書(shū)上公式推導(dǎo)天衣無(wú)縫,和本人實(shí)驗(yàn)很接近,但對(duì)輸出整流體的RC吸收和開(kāi)關(guān)管的RC吸收理論推導(dǎo)幾乎沒(méi)有,許多人(包括我自己)也是用實(shí)驗(yàn)的方法求得,有許多電力相關(guān)書(shū)上僅講了可控硅或三相電源的RC吸收公式,但都沒(méi)有詳細(xì)推導(dǎo),參數(shù)不知從何而來(lái),而且也不適合單相開(kāi)關(guān)電源,問(wèn)了很多出書(shū)人甚至大學(xué)教授,答案不能令我滿(mǎn)意,基本都是抄國(guó)外的,張占松和沙戰(zhàn)友雖未見(jiàn)面,但感覺(jué)是兩個(gè)抄書(shū)高手.對(duì)劉勝利老師的以動(dòng)手實(shí)際測(cè)試來(lái)定參數(shù)較為服氣.
在電源網(wǎng)上看了一下,對(duì)這個(gè)困惑的不是我一個(gè)人,在此我向大家征集相關(guān)信息,歡迎各位高手把自己心得或得到的相關(guān)知識(shí)傳上,我將細(xì)心整理如和實(shí)驗(yàn)接近我定把詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程奉獻(xiàn)給大家.
為了感謝大家的參與,下面我傳在電源網(wǎng)上獲得的RCD文章,以前許多人有傳過(guò),很普通的,但不知大家認(rèn)真對(duì)照作過(guò)推理和實(shí)驗(yàn)沒(méi)有,本人認(rèn)為寫(xiě)的很好,特別是那篇英文,也就是幾個(gè)愣次定律公式,word里的公式有的有錯(cuò),但波形很值得一看和分析,凡是紅字都是本人的評(píng)論,當(dāng)然不一定對(duì),關(guān)于PI的那篇文章是CMG郭春明傳在網(wǎng)上的,里面中文是本人認(rèn)為值得注意的地方. 1906951192613744.pdf 1906951192613787.pdf 1906951192613848.doc
我迫切希望知道輸出整流管上RC計(jì)算公式的推導(dǎo).
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關(guān)于輸出整流二極管上的RC一般用在肖特基二極管上,本人認(rèn)為其主要可有兩個(gè)作用:
1.可用于衰減次級(jí)漏感與整流二極管的振蕩,此時(shí)所加RC應(yīng)短路整流二極管體等效電容(肖特基的體電容一般在100pf到1000pf之間,隨反向電壓增大而變小,具體可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)),其與次級(jí)漏感形成RLC衰減振蕩網(wǎng)絡(luò)(R>2*(L/C)^0.5,R越大衰減越快);同時(shí),為短路肖特基二極管的體電容,又要滿(mǎn)足(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)(Cvd為肖特基體電容),一般取前者為后者的五到十分之一;
2.也可用于衰減初級(jí)Lp與MOS管Coss(Cds+Cgd)的振蕩,以減小MOS管開(kāi)通損耗(最大可將開(kāi)通損耗0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2),此時(shí)的R用于轉(zhuǎn)移本應(yīng)消耗在MOS管上的開(kāi)通損耗,不考慮變壓器初次級(jí)漏感的話(huà),選取原則可參考前面的選取方法(計(jì)算時(shí)要考慮匝比換算,如按初級(jí)Coss計(jì)算的話(huà),最終R應(yīng)變?yōu)镽/N^2,C應(yīng)為C*N^2,N為初次級(jí)匝比),但實(shí)際選擇時(shí),應(yīng)考慮成本因數(shù),適當(dāng)增大MOS管損耗而減小C加大R;
第一種作用可用于防止開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)次級(jí)二極管的瞬間電壓超過(guò)最大值,有保護(hù)肖特基及減少EMI的作用,可用與CCM,DCM及QR模式的Flyback上,第二種作用主要用與DCM上.
1.可用于衰減次級(jí)漏感與整流二極管的振蕩,此時(shí)所加RC應(yīng)短路整流二極管體等效電容(肖特基的體電容一般在100pf到1000pf之間,隨反向電壓增大而變小,具體可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)),其與次級(jí)漏感形成RLC衰減振蕩網(wǎng)絡(luò)(R>2*(L/C)^0.5,R越大衰減越快);同時(shí),為短路肖特基二極管的體電容,又要滿(mǎn)足(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)(Cvd為肖特基體電容),一般取前者為后者的五到十分之一;
2.也可用于衰減初級(jí)Lp與MOS管Coss(Cds+Cgd)的振蕩,以減小MOS管開(kāi)通損耗(最大可將開(kāi)通損耗0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2),此時(shí)的R用于轉(zhuǎn)移本應(yīng)消耗在MOS管上的開(kāi)通損耗,不考慮變壓器初次級(jí)漏感的話(huà),選取原則可參考前面的選取方法(計(jì)算時(shí)要考慮匝比換算,如按初級(jí)Coss計(jì)算的話(huà),最終R應(yīng)變?yōu)镽/N^2,C應(yīng)為C*N^2,N為初次級(jí)匝比),但實(shí)際選擇時(shí),應(yīng)考慮成本因數(shù),適當(dāng)增大MOS管損耗而減小C加大R;
第一種作用可用于防止開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)次級(jí)二極管的瞬間電壓超過(guò)最大值,有保護(hù)肖特基及減少EMI的作用,可用與CCM,DCM及QR模式的Flyback上,第二種作用主要用與DCM上.
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@haibin
關(guān)于輸出整流二極管上的RC一般用在肖特基二極管上,本人認(rèn)為其主要可有兩個(gè)作用:1.可用于衰減次級(jí)漏感與整流二極管的振蕩,此時(shí)所加RC應(yīng)短路整流二極管體等效電容(肖特基的體電容一般在100pf到1000pf之間,隨反向電壓增大而變小,具體可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)),其與次級(jí)漏感形成RLC衰減振蕩網(wǎng)絡(luò)(R>2*(L/C)^0.5,R越大衰減越快);同時(shí),為短路肖特基二極管的體電容,又要滿(mǎn)足(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5
非常感謝,分析得很好,(R>2*(L/C)^0.5是RLC的阻尼因子,(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5是阻抗(電阻加容抗即Z=(R^2+Xc^2)^0.5.
0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2)這樣看來(lái)僅減少了0.5*Coss*Vf^2)這里原Vf是指什么,是反射電壓,還是什么壓降?最終R應(yīng)變?yōu)镽/N^2,C應(yīng)為C*N^2,N為初次級(jí)匝比這點(diǎn)我不能理解,希望詳細(xì)解釋一下.我已明白了很多,望各路高手繼續(xù)發(fā)表自己心得,錯(cuò)了也不要緊,本來(lái)就是討論嘛,我認(rèn)為不對(duì)會(huì)問(wèn)的.
0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2)這樣看來(lái)僅減少了0.5*Coss*Vf^2)這里原Vf是指什么,是反射電壓,還是什么壓降?最終R應(yīng)變?yōu)镽/N^2,C應(yīng)為C*N^2,N為初次級(jí)匝比這點(diǎn)我不能理解,希望詳細(xì)解釋一下.我已明白了很多,望各路高手繼續(xù)發(fā)表自己心得,錯(cuò)了也不要緊,本來(lái)就是討論嘛,我認(rèn)為不對(duì)會(huì)問(wèn)的.
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@qwxy
非常感謝,分析得很好,(R>2*(L/C)^0.5是RLC的阻尼因子,(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5是阻抗(電阻加容抗即Z=(R^2+Xc^2)^0.5.0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2)這樣看來(lái)僅減少了0.5*Coss*Vf^2)這里原Vf是指什么,是反射電壓,還是什么壓降?最終R應(yīng)變?yōu)镽/N^2,C應(yīng)為C*N^2,N為初次級(jí)匝比這點(diǎn)我不能理解,希望詳細(xì)解釋一下.我已明白了很多,望各路高手繼續(xù)發(fā)表自己心得,錯(cuò)了也不要緊,本來(lái)就是討論嘛,我認(rèn)為不對(duì)會(huì)問(wèn)的.
很明顯,Vf是次級(jí)到初級(jí)的反射電壓;0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2并不是減少了0.5*Coss*Vf^2,應(yīng)為0.5*Coss*Vf*(2*Vin+Vf);至于匝比轉(zhuǎn)換問(wèn)題,上傳等效圖形會(huì)好說(shuō)明一些的.
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@qwxy
謝謝你的支持.你的這些應(yīng)是用某個(gè)軟件做的推導(dǎo)吧?拉不拉斯變成3階很復(fù)雜啊,不過(guò)沒(méi)關(guān)系,我會(huì)花時(shí)間仔細(xì)推一下,另順便問(wèn)一下你圖中的1e-9,6e-10是什么意思?
這個(gè)是數(shù)學(xué)軟件計(jì)算出來(lái)的,1e-9是n,1e-6是u,軟件畫(huà)圖沒(méi)辦法標(biāo)單位.
至于拉普拉斯三階數(shù)值解比較好辦,符號(hào)解很困難,不過(guò)用了數(shù)學(xué)軟件就比較方便了
至于拉普拉斯三階數(shù)值解比較好辦,符號(hào)解很困難,不過(guò)用了數(shù)學(xué)軟件就比較方便了
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@qwxy
非常感謝,分析得很好,(R>2*(L/C)^0.5是RLC的阻尼因子,(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5是阻抗(電阻加容抗即Z=(R^2+Xc^2)^0.5.0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2)這樣看來(lái)僅減少了0.5*Coss*Vf^2)這里原Vf是指什么,是反射電壓,還是什么壓降?最終R應(yīng)變?yōu)镽/N^2,C應(yīng)為C*N^2,N為初次級(jí)匝比這點(diǎn)我不能理解,希望詳細(xì)解釋一下.我已明白了很多,望各路高手繼續(xù)發(fā)表自己心得,錯(cuò)了也不要緊,本來(lái)就是討論嘛,我認(rèn)為不對(duì)會(huì)問(wèn)的.
這樣的好貼支持!
補(bǔ)充一下,輸出肖特級(jí)上并RC對(duì)于正激拓?fù)溥€有個(gè)作用就是諧振復(fù)位.我認(rèn)為國(guó)內(nèi)研究電源理論的人還是有,多在高校和有實(shí)力的公司,一般的小公司工程師沒(méi)有時(shí)間和精力想這些問(wèn)題,多數(shù)是靠經(jīng)驗(yàn).
補(bǔ)充一下,輸出肖特級(jí)上并RC對(duì)于正激拓?fù)溥€有個(gè)作用就是諧振復(fù)位.我認(rèn)為國(guó)內(nèi)研究電源理論的人還是有,多在高校和有實(shí)力的公司,一般的小公司工程師沒(méi)有時(shí)間和精力想這些問(wèn)題,多數(shù)是靠經(jīng)驗(yàn).
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@armyliu
這個(gè)是數(shù)學(xué)軟件計(jì)算出來(lái)的,1e-9是n,1e-6是u,軟件畫(huà)圖沒(méi)辦法標(biāo)單位.至于拉普拉斯三階數(shù)值解比較好辦,符號(hào)解很困難,不過(guò)用了數(shù)學(xué)軟件就比較方便了
我剛才粗看了一下(來(lái)不及詳細(xì)分析公式),你的文章講的很好,我一直就有點(diǎn)納悶,如果RC接在次級(jí)兩端,吸收了次級(jí)漏感能量,但接在整流二極管兩端,那0.5(Vin-Vout)^2*f跑到哪去了,你這文章里有一些理論依據(jù).
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@haibin
很明顯,Vf是次級(jí)到初級(jí)的反射電壓;0.5*Coss*(Vin+Vf)^2減少到0.5*Coss*Vin^2并不是減少了0.5*Coss*Vf^2,應(yīng)為0.5*Coss*Vf*(2*Vin+Vf);至于匝比轉(zhuǎn)換問(wèn)題,上傳等效圖形會(huì)好說(shuō)明一些的.

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@haibin
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192693848.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
謝謝!照你畫(huà)的圖中的R,C的確是這樣轉(zhuǎn)換,但你這兒的R,C是接在整流管上串聯(lián)R,C嗎?在計(jì)算CMOS的R,C時(shí)又為什么要從次級(jí)轉(zhuǎn)換呢?
還有,你上面第5貼的電阻算法還是比較準(zhǔn)的,但不知電容如何推,還是像SNUMBER的那樣用時(shí)間常數(shù)來(lái)定嗎?
還有,你上面第5貼的電阻算法還是比較準(zhǔn)的,但不知電容如何推,還是像SNUMBER的那樣用時(shí)間常數(shù)來(lái)定嗎?
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@qwxy
謝謝!照你畫(huà)的圖中的R,C的確是這樣轉(zhuǎn)換,但你這兒的R,C是接在整流管上串聯(lián)R,C嗎?在計(jì)算CMOS的R,C時(shí)又為什么要從次級(jí)轉(zhuǎn)換呢?還有,你上面第5貼的電阻算法還是比較準(zhǔn)的,但不知電容如何推,還是像SNUMBER的那樣用時(shí)間常數(shù)來(lái)定嗎?
并聯(lián)在二極管上的串聯(lián)RC在二極管反向的時(shí)候也是這樣轉(zhuǎn)換計(jì)算的(圖上的是并聯(lián),只是為了說(shuō)明方便),并在CMOS管上的吸收RC的作用也可由并在輸出二極管上的RC替代,其作用可以是一樣的.
我的第5帖說(shuō)的是并在輸出二極管上的RC,不是指并在CMOS上的RC(這是為了承接你開(kāi)的話(huà)題),因?yàn)槭前摧斎攵薈MOS的Coss算的,所以最后轉(zhuǎn)到輸出端要進(jìn)行再次轉(zhuǎn)換,其轉(zhuǎn)換計(jì)算正好和圖上面說(shuō)的相反.
至于C的計(jì)算,既然你知道了R的計(jì)算,那么按(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)前者為后者的五到十分之一,即可找到一個(gè)合適的C值,最后根據(jù)C與次級(jí)漏感L確定頻率,再驗(yàn)證即可.
我的第5帖說(shuō)的是并在輸出二極管上的RC,不是指并在CMOS上的RC(這是為了承接你開(kāi)的話(huà)題),因?yàn)槭前摧斎攵薈MOS的Coss算的,所以最后轉(zhuǎn)到輸出端要進(jìn)行再次轉(zhuǎn)換,其轉(zhuǎn)換計(jì)算正好和圖上面說(shuō)的相反.
至于C的計(jì)算,既然你知道了R的計(jì)算,那么按(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)前者為后者的五到十分之一,即可找到一個(gè)合適的C值,最后根據(jù)C與次級(jí)漏感L確定頻率,再驗(yàn)證即可.
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@haibin
并聯(lián)在二極管上的串聯(lián)RC在二極管反向的時(shí)候也是這樣轉(zhuǎn)換計(jì)算的(圖上的是并聯(lián),只是為了說(shuō)明方便),并在CMOS管上的吸收RC的作用也可由并在輸出二極管上的RC替代,其作用可以是一樣的.我的第5帖說(shuō)的是并在輸出二極管上的RC,不是指并在CMOS上的RC(這是為了承接你開(kāi)的話(huà)題),因?yàn)槭前摧斎攵薈MOS的Coss算的,所以最后轉(zhuǎn)到輸出端要進(jìn)行再次轉(zhuǎn)換,其轉(zhuǎn)換計(jì)算正好和圖上面說(shuō)的相反.至于C的計(jì)算,既然你知道了R的計(jì)算,那么按(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5
這個(gè)C值我要再想一下,昨天看到一本書(shū)上說(shuō):輸出整流二極管的結(jié)電容在截止時(shí)加反壓就有,要考慮其影響,在加正向電壓時(shí)就消失了,不知你怎么看.
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@qwxy
這個(gè)C值我要再想一下,昨天看到一本書(shū)上說(shuō):輸出整流二極管的結(jié)電容在截止時(shí)加反壓就有,要考慮其影響,在加正向電壓時(shí)就消失了,不知你怎么看.
下圖是General Semiconductor的SB120-SB160的典型結(jié)電容曲線(xiàn)圖.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770317.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

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@haibin
下圖是GeneralSemiconductor的SB120-SB160的典型結(jié)電容曲線(xiàn)圖.[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770317.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
這是仙童公司的SB360的典型結(jié)電容曲線(xiàn)圖.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770477.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

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@haibin
這是仙童公司的SB360的典型結(jié)電容曲線(xiàn)圖.[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770477.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
再看一下Vishay公司的SB3H90-SB3H100
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770670.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

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@haibin
再看一下Vishay公司的SB3H90-SB3H100[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770670.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
再看一下非肖特基二極管的典型結(jié)電容曲線(xiàn)圖,這樣就很容易知道為什么加RC在用肖特基做輸出整流二極管時(shí)顯得格外重要了.
General Semiconductor的1N4001-1N4007的結(jié)電容曲線(xiàn)圖
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192771951.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
TSC公司的快恢復(fù)二極管HER306的結(jié)電容曲線(xiàn)圖
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192772087.bmp');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
General Semiconductor的1N4001-1N4007的結(jié)電容曲線(xiàn)圖

TSC公司的快恢復(fù)二極管HER306的結(jié)電容曲線(xiàn)圖

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@haibin
再看一下Vishay公司的SB3H90-SB3H100[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點(diǎn)擊可放大。\n按住CTRL,滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/527771192770670.bmp');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
照這樣看來(lái),反向電壓越高,結(jié)電容越小.
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