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[讨论] RCD的计算方法(欢迎找茬。有多位大神参与)

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发表于 2019-8-24 19:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 伟林电源 于 2019-8-25 18:03 编辑

先上个RCD钳位的原理图

image-20190824194635-1.png

来源:EEWorld 电源技术板块,转载请附上链接

承接各类型开关电源项目外包设计,特殊定制亦可。

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:47 | 显示全部楼层

再上个MOS的VDS波形

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:49 | 显示全部楼层

一个是钳位电压,上边用Vsn表示;一个是折射电压,上边用VRO表示;还有个脉动电压,上边用ΔV表示;MOS管的最大耐压,上边用BVdss表示;电源的最高输入电压,上边用Vin max表示。

image-20190824194734-1.png

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:52 | 显示全部楼层

钳位电压Vsn是电容C两端的电压,与选用MOS的BVdss及最高输入电压以及降额系数有关,一般在最高输入电压Vin max下考虑0.9的降额,则有

Vsn=0.9*BVdss-Vin max(我上边的实验选择的MOS为IRF640,BVdss=200V,Vin max=70V)

可以算出钳位电压Vsn为110V

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:52 | 显示全部楼层

然后算折射电压VRO,根据VRO=(VOUT+VD)/(NS/NP)

式中VOUT为输出电压

VD为二极管管压降

NS为次级匝数

NP为初级匝数

我的初级NP为31匝,次级NS为10匝,管压降VD≈1V,输出电压VOUT=12V

算出VRO=(12+1)/(10/31)=40V

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:56 | 显示全部楼层

确定漏感量LIK,这个可以通过测试得出,我的实测了下为2.79uH;也可以估测此漏感值,一般为初级电感量的5%;

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:56 | 显示全部楼层

确定峰值电流IPK的值

输入功率PIN=POUT/η,

式中POUT为输出功率

η为效率

我的输出电压为12V,电流为3A,假设效率为80%;

代入式中得PIN=12*3/0.8=45W

算出平均电流Iin-avg=PIN/Vin min

式中Vin min为最小输入电压

我的最小输入是40V,也就是1207的最低输入电压。

代入式得Iin-avg=45/40=1.125A

确定峰值电流IPK=2*Iin-avg/δmax

式中δmax为最大占空比

我的设的为0.5

代入式得IPK=2*1.125/0.5=4.2A

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 楼主| 发表于 2019-8-24 19:58 | 显示全部楼层

确定钳位电阻R的值,根据公式R=2(Vsn-VRO)*Vsn/LIK*IPK*IPK*fs

式中fs为开关频率

IPK*IPK为IPK的平方

我的频率fs为50Khz

代入式得R=【2*(110-40)*110】/【2.79*4.2*4.2*50k】

R=27K

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 楼主| 发表于 2019-8-24 20:02 | 显示全部楼层

确定R的功率PR=Vsn*Vsn/R

代入数值得PR=110*110/27000=0.448W可以用1W的电阻

记住:建议降额50%采用。

image-20190824195737-1.png

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 楼主| 发表于 2019-8-24 20:05 | 显示全部楼层

确定钳位电容C的值

我们前边一直把C的点电压VC当成不变的处理,实际是有波动的,因为有漏感等杂散电感的影响,所有会有所波动,一般这个脉动电压ΔV取钳位电压Vsn的5%-10%,我们这取10%吧,所以ΔV=11V

钳位电容的值C=Vsn/ΔV*R*fs

带入值得C=110/11*27k*50k=0.0074uF

这里我们选个C=0.01uF的也就是103PF的电容

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一粒金砂(高级)

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发表于 2019-8-24 21:29 来自手机 | 显示全部楼层
牛叉, 祝您老人家在承接各类型开关电源项目外包设计,特殊定制的道路上成功,,,多接单子,多发财,最好接住国外越南的单子,也要注意休息,要劳逸结合哦,,


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发表于 2019-8-25 09:54 | 显示全部楼层

最大占空比并不是千篇一律的设定为50%,这样搞很惨的

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同意,一般设计的时候Dmax应该是设定在0.3-0.5之间,最好不要等于0.5,  详情 回复 发表于 2019-8-25 14:07
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发表于 2019-8-25 10:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 PowerAnts 于 2019-8-25 10:36 编辑

既然版主让找茶,那俺就随便提两处:

1,反激的钳位电压在整个工作过程中,随输入电压和负载电流的变化波动较小,那么,从4楼到5楼的偏差就实在太大了。4楼计算出钳位电压110V,扣掉10V尖峰,VRO还有60V吧,到了5楼马上又计算出VRO为40V,这那跟那啊?5楼正确的计算方法,应该是跟据VOUT, VD, VRO去计算匝比 N=(VOUT+VD) / VRO,并且到这里还只能得到匝比,而不能得出确定的匝数,因为在5楼之前,并没有出现关于表达伏秒的参数

2,确定Ipk之前,必须先定义是电流模式,是DCM,CRM,还是CCM

其它的茶,待版主补充之后再找

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发表于 2019-8-25 10:20 | 显示全部楼层

如果定义电流模式为CCM,那么还要定义其纹波率,这才能得到 Ipk

点评

这个也是网上下载的东西,应该是BCM模式下的计算,如果是CCM确实应该代入纹波计算Ipk。 ps:正因为是网上下载的,所以才说要经过认证确认是否正确,找茬的目的就是为了寻找真理。  详情 回复 发表于 2019-8-25 14:16
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发表于 2019-8-25 10:41 | 显示全部楼层

我弄的话,充分利用MOSFET的VDSS,匝比应为 = 60 / (12+1) = 4.6,Dmax=60/(60+40)=0.6

点评

Vro设定太小,Dmax就会越大,输出二极管的应力也会增加,这个要根据mos的VDS来折中取值,一般采用80v。  详情 回复 发表于 2019-8-25 14:13
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发表于 2019-8-25 10:46 | 显示全部楼层

反激的原型是buck-boost

buck-boost的为:

VOUT=VIN*D/(1-D)

D=VOUT/(VOUT+VIN)

反激的话,把VOUT换成VRO就是了

点评

一般小功率反激设计一般都是以临界模式来计算,在反射电压、最大占空比、最佳匝比这三个参数中要考虑折中取值。 当然,若是换成断续或是连续模式就另外说法了。  详情 回复 发表于 2019-8-25 14:19
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 楼主| 发表于 2019-8-25 14:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 伟林电源 于 2019-8-25 14:09 编辑
PowerAnts 发表于 2019-8-25 09:54 最大占空比并不是千篇一律的设定为50%,这样搞很惨的

同意,一般设计的时候Dmax应该是设定在0.3-0.5之间,最好不要等于0.5,BCM模式

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 楼主| 发表于 2019-8-25 14:13 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2019-8-25 10:41 我弄的话,充分利用MOSFET的VDSS,匝比应为 = 60 / (12+1) = 4.6,Dmax=60/(60+40)=0. ...

Vro设定太小,Dmax就会越大,输出二极管的应力也会增加,这个要根据mos的VDS来折中取值,一般采用80v。

点评

不对,应该是VRO越小,占空比越小  详情 回复 发表于 2019-8-25 14:20

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 楼主| 发表于 2019-8-25 14:16 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2019-8-25 10:20 如果定义电流模式为CCM,那么还要定义其纹波率,这才能得到 Ipk

这个也是网上下载的东西,应该是BCM模式下的计算,如果是CCM确实应该代入纹波计算Ipk。

ps:正因为是网上下载的,所以才说要经过认证确认是否正确,找茬的目的就是为了寻找真理。

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 楼主| 发表于 2019-8-25 14:19 | 显示全部楼层
PowerAnts 发表于 2019-8-25 10:46 反激的原型是buck-boost buck-boost的为: VOUT=VIN*D/(1-D) D=VOUT/(VOUT+VIN) 反激的话,把V ...

一般小功率反激设计一般都是以临界模式来计算,在反射电压、最大占空比、最佳匝比这三个参数中要考虑折中取值。

当然,若是换成断续或是连续模式就另外说法了。

点评

对于反激来说,40W不小了。 反射电压,最大占空比,最佳匝比三个参数推来推去其实就是一个量,没有折中取值之说 MOSFET给定,输入输出电压范围给定,即可求出最佳反射电压,那么最大占空比,合理的匝比也就固  详情 回复 发表于 2019-8-25 14:26

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