开关电源MOSFET关断缓冲电路

RC缓冲电路

关键：主电路拓扑结构。

如下电路所示：

RC组成的正激变换器的缓冲电路
 

Q关断，集电极电压开始上升到2Vdc，电容C限制集电极电压的上升速度，并减小上升电压和下降电流的重叠，减低开关管Q的损耗。

下次开关关断前，C必将已充满的电压2Vdc放完，放电路径为C→Q→R。

如：开关管没带缓冲电路

正激变换器的复位绕组和初级绕组匝数相同。

当Q关断瞬间，储存在励磁电感和漏感中的能量释放，初级绕组两端电压极性反向，正激变换器的开关管集电极电压迅速上升到2Vdc。

同时，励磁电流经二极管D流向复位绕组，最后减小到零，此时Q两端电压下降到Vdc。

如下电路所示
 

关管集电极电流和电压波形。

开关管不带缓冲电路，在Q关断时，其两端的漏感电压尖峰很大，产生的关断损耗也很大，严重时很可能会烧坏开关管，因此，必须给开关管加上缓冲电路。

当开关管带缓冲电路，其集电极电压和电流波形

如下电路所示
 

如上第一个电路图

当Q开始关断，其电流开始下降，而变压器漏感会阻止这个电流的减小。

一部分电流将继续通过将要关断的开关管。

一部分则经RC缓冲电路并对电容C充电，电阻R的大小与充电电流有关。

Ic的一部分流进电容C，可减缓集电极电压的上升。

通过选取足够大的C，可以减少集电极的上升电压与下降电流的重叠部分，从而显著降低开关管的关断损耗，同时还可抑制集电极漏感尖峰电压。

如上电路图3中所示

A-C阶段：为开关管关断阶段，C-D为开关管导通阶段。

在开关管关断前，电容C两端电压为零。

在关断时刻(B时刻)，C会减缓集电极电压的上升速度，但同时也被充电到2Vdc

(在忽略该时刻的漏感尖峰电压的情况下)。

电容C的大小不仅影响集电极电压的上升速度，且决定电阻R上的能量损耗。

在Q关断瞬间，C上的电压为2Vdc，它储存的能量为0．5C(2Vdc)2焦耳。

如果该能量全部消耗在R上，则每周期内消耗在R上的能量为：

对限制集电极上升电压来说，C应该越大越好；

但从系统效率出发，C越大，损耗越大，效率越低。

因此，必须选择合适的C，使其既能达到一定的减缓集电极上升电压速度的作用，又不至于使系统损耗过大而使效率过低。

因在下一个关断开始时刻即D时刻，必须保证C两端没有电压，所以在B时刻到D时刻间的某时间段内，C必须放电。