高频整流电路中的新型电压毛刺无损吸收电路
(a)uAB波形
(b)ugs波形
图5uAB与ugs的相位关系
其吸收原理如下所述。
1)t1-t2时段uAB处于高毛刺阶段,毛刺最大值比正常值Uo高出ΔU,这时由D1,D2,D11,D12形成全桥整流电路,对C充电,具体讲是D1和D12导通,uAB的毛刺部分将被C所吸收,使uc=Uo+ΔU。显然,C越大,ΔU越小;毛刺越高,ΔU越大。
2)t2-t3时段uAB=Uo,D12反偏截止。D1与D4导通,忽略D1与D4上的压降,UEF=Uo。以E为电压参考点,UF比UE电位低Uo,记作-Uo;由于UC=UEG=Uo+ΔUo,则UG比UE低Uo+ΔU,记作-(Uo+ΔU);这样UFG=UF-UG=ΔU。
由图5(b)可以看出,在t1-t3时间段开关管S被触发导通,UFG将使L中的电流逐步上升,使C上高于Uo部分的电压ΔU的能量逐渐转移到L上,当t3时刻uAB消失,ugs同时也消失,S截止。L上的能量将通过D向输出电容Co释放,形成电压毛刺的无损吸收。
3)t4-t5时段 绕组AB之间的电压反向,此时D2与D11导通,对C充电,之后的工作过程同t1-t2时间段。
4)t5-t6时段 工作过程同t2-t3时间段。
t7时刻开始,电路将重复以上过程。
二次为双半波整流电路如图6所示。为分析方便,仍忽略D1,D2,D3的压降。显然uAB的波形、S的驱动脉冲波形与图5完全一致。其工作过程与桥式整流电路相似,在此不再赘述。
图6 双半波整流电路与电压尖峰吸收电路
4 关于LC选取的原则
为使上述电压毛刺无损吸收电路正常工作,在设计LC时注意下述2个问题:
1)过大的C将会使整流二极管开机瞬间冲击电流增加,过小的C将导致吸收毛刺过程中过大的电压增量ΔU,因此C要选择适当;
2)过大的L将使C中的ΔU能量无法及时转移到L中,因为ΔU=Ldi/dt,L过大,将使其中的电流增长速度减慢;L过小,则di/dt过大将使承受的应力加大只能选取大电流的开关管,同时对向输出端释放电感能量的二极管(图4中的D,图6中的D4)也提高了容量要求,因此,L的选择也要适当。
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