单端反激电源的RCD钳位电路吸收设计

反激电源尖峰电压和特点：

反激开关电源主要适用于中小功率<100W的电源设计中，特点是电路简单、成本低、可靠性高、宽稳压范围、转换效率PF高。但是由于本身变压器的漏感和其他参数的影响，变压器在高速开关关断瞬间会产生很大的尖峰电压，截止时产生的尖峰电压是由电路中的储能元件释放的电流引起的突变，过高的尖峰电压会影响开关管的正常工作，需要对尖峰电压采取措施抑制尖峰电压。

如上图所示，尖峰电压的钳位抑制方式有很多种。

TVS成本偏高，属于硬件导通，元件的可靠性较差，在低电压工作效果不理想。
RCD回路吸收钳位，电路设计简单，能够吸收浪涌电压，降低Dv/Dt,但是存在损耗，变压器的功率越大，需要的C值越大，使得在R上消耗的功耗越大，导致R的体积越大。

RCD回路吸收钳位的工作原理：

当开关管导通时，能量储存在变压器的原边绕组的线圈Lp和漏感Llk中；当开关管关闭时，存储在变压器线圈Lp中的能量转移到副边线圈输出，但是漏感Lik中的能量不会转移到副边。假如没有RCD回路吸收这部分能量，该能量将会传递到开关管的漏极，产生极大的开关应力。如果在原边线圈两极加有RCD回路吸收，漏感Llk中的大部分能量将会在关断的瞬间转移到钳位回路中的电容上，由于回路中二极管的单向导通性，使得电容中的能量转移到回路中电阻上消耗。这样大大降低了开关管的电压应力，前后对比如下图所示：

RCD 参数对反激变换器的性能影响

确认钳位电压的大小：

Vclamp=0.9V(BR)DSS-VINMAX

确定初级绕组的漏感量LIk

短路各个次级绕组测试所得出的初级绕组的感量
通常为原边电感量的1~5%

确认钳位电阻Rc

4. 确定箝位电容Cc

验证计算结果

计算公式中具体代表意义如下：

WR-clamp：箝位电阻消耗的能量
Wl：初级绕组漏感中存储的能量
VOR：次级到初级的折射电压
Vclamp：箝位电压
fs：变换器的工作频率
Llk：初级绕组的漏感量
Ids-peak：开关管的最大峰值电流(即低压满载时的峰值电流)
Cc：箝位电容
Vclamp：箝位电压
△Vclamp：箝位电容上的脉动电压
Rc：箝位电阻

此外，为使以上参数在实验中得以验证，此时应该观察各种输入电压及负载情况下的箝位电压波形，同时还要考虑元器件的选型是否合理，比如，箝位电阻的功率选择应考虑1/3–1/2降额使用，箝位电容应选择具有低的串联等效电阻和低的等效电感的电容，箝位二极管应选择反向击穿电压高于开关管的漏源击穿电压且反向恢复时间尽可能短的超快恢复二极管。另外，上述计算过程并没有考虑寄生参数的影响，所以我们应以计算值为基础，根据实验的情况适当调整，很快就可得到满意的值。