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三種開關(guān)電源緩沖電路
1.什么是開關(guān)電源緩沖電路？
緩沖電路也稱為吸收電路，它是電力電子設(shè)備的重要保護(hù)電路。它由電感器，電容器，電阻器，電源開關(guān)等組成，可以保護(hù)電路的正常運(yùn)行。緩沖電路有多種形式，可以根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)分為多種類別，以適應(yīng)不同類型的開關(guān)電源。
根據(jù)緩沖電路的作用時(shí)刻，可將其分為關(guān)斷緩沖電路和導(dǎo)通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路可以吸收關(guān)斷過電壓或換向過電壓，以減少關(guān)斷功率損耗，而開通緩沖電路用于在接通開關(guān)電源時(shí)抑制電流。如果兩個(gè)緩沖電路組合在一起，它將形成復(fù)合緩沖電路。
無源和有源緩沖電路根據(jù)組件類型分類。有源緩沖電路包含更多組件，其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。無源緩沖器電路沒有控制和驅(qū)動(dòng)電路，并且具有更簡單的結(jié)構(gòu)并且被廣泛使用。
從緩沖電路是否產(chǎn)生損耗的角度來看，可以將其分為有損電路和無損電路。緩沖電路的分類很多，需要確定其實(shí)際用途。
1.1開關(guān)電源緩沖電路的必要性和功能
為了避免這種情況，我們可以從兩個(gè)方面入手。一種方法是減小開關(guān)轉(zhuǎn)換器中的寄生電容。另一種方法是在電路中添加緩沖電路，以減慢電流或電壓，以減少由開關(guān)電源過熱引起的損壞。與前一種方法相比，增加緩沖電路更加經(jīng)濟(jì)可行。通過改善功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)軌跡來實(shí)現(xiàn)緩沖電路的功能。它可以抑制開關(guān)電源的過電壓和過電流，減少開關(guān)電源的損耗，并確保開關(guān)電源的安全可靠運(yùn)行。
1.2設(shè)計(jì)開關(guān)電源緩沖電路的基本思想
開關(guān)電源緩沖電路的設(shè)計(jì)形式很多，但其基本思想是設(shè)法使開關(guān)電源的陽極電流在導(dǎo)通時(shí)緩慢上升，而在斷開時(shí)陽極電壓緩慢上升，從而減少了開關(guān)期間的功率損耗。因此，避免了在晶閘管的導(dǎo)通和阻斷過程中，可切換晶閘管同時(shí)受到過電流和過電壓的影響，從而導(dǎo)致器件過熱并最終損壞。
緩沖電路通過利用電感器電流不會(huì)突然變化的特性，可以抑制電流的增加速率，從而達(dá)到在設(shè)備導(dǎo)通時(shí)緩慢增大開關(guān)電源的陽極電流的目的。電容器電壓不能突然改變的特性用于控制器件電壓的上升速率，從而達(dá)到在器件關(guān)閉時(shí)緩慢升高陽極電壓的目的。
2.開關(guān)電源緩沖電路的類型
2.1 RCD緩沖電路
RCD緩沖電路由電阻器（Rs），電容器（Cs）和二極管（VDs）組成。電阻（Rs）和二極管（VDs）可以串聯(lián)或并聯(lián)連接。它的主要功能是抑制設(shè)備關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的過電壓，并限制du / dt以減少設(shè)備的關(guān)閉損耗。
當(dāng)RCD緩沖電路關(guān)閉開關(guān)電源時(shí)，負(fù)載電流在流經(jīng)電阻（Rs）和電容器（Cs）時(shí)將分流，從而減小了電路中的電流。另外，存儲(chǔ)在寄生電感中的能量可以由開關(guān)電源中的寄生電容充電，從而開關(guān)電壓緩慢上升。當(dāng)寄生電感兩端的電壓和寄生電容兩端的電壓相同時(shí)，吸收二極管VDs將導(dǎo)通，因此開關(guān)電壓保持在大約1伏。
同時(shí)，寄生電感還可以給電容器充電，因此當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，它可以吸收電容器給電阻Rs充電。電阻器Rs在抑制放電電流中起作用。一段時(shí)間后，電容器兩端的電壓接近于零，準(zhǔn)備切斷電源。RCD緩沖電路可以降低開關(guān)電源中的電壓應(yīng)力，從而達(dá)到保護(hù)電路的目的。它是結(jié)構(gòu)最簡單，成本最低的緩沖電路，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是，該緩沖電路的鉗位電壓將隨著電路負(fù)載的變化而變化。如果不合理地確定了緩沖器的參數(shù)，則緩沖器電路將無法達(dá)到期望的效果，并且開關(guān)電源將被破壞。
2.2 LCD緩沖電路
LCD緩沖電路由電感器Lr，電容器Cs，Cr和二極管VD1，VD2，VD3組成。由于LCD緩沖電路不使用有源器件，并且不包含耗能組件，因此它幾乎不產(chǎn)生任何損耗，因此也稱為無源無損緩沖電路。
LCD緩沖電路的功能是降低主開關(guān)管的電流和電壓的上升率，從零開始，使開關(guān)管在準(zhǔn)零電流傳導(dǎo)和準(zhǔn)零電壓關(guān)閉狀態(tài)下工作，并降低開關(guān)期間的損耗。LCD緩沖電路有許多常用的方法。一種是將電感器與開關(guān)管串聯(lián)，使開關(guān)電源接通時(shí)，環(huán)路中的電流只能從零開始增加，從而達(dá)到保護(hù)電路，減少損耗的目的。電容器也可以與開關(guān)管并聯(lián)連接，這樣，在切換電源時(shí)，開關(guān)管兩端的電壓只能從零開始緩慢升高，因此電路關(guān)閉時(shí)不會(huì)立即產(chǎn)生過電壓，從而達(dá)到緩沖的效果。LCD緩沖電路的結(jié)構(gòu)與RCD緩沖電路一樣簡單，但是比RCD緩沖電路具有更多的優(yōu)勢。它的緩沖效率很高，對電路的電磁干擾小，成本低，性能好，可靠性高。
2.3能量再生緩沖電路
能量吸收緩沖電路的吸收能量可以直接或間接反饋到直流電源和負(fù)載，而無需任何可控的開關(guān)設(shè)備和相關(guān)的控制電路。具有控制和改善開關(guān)裝置的工作軌跡，使其位于正向和反向安全工作區(qū)的功能，減少功率裝置的開關(guān)損耗和電磁噪聲，并改善開關(guān)裝置的過電流和過電壓能力。設(shè)備。當(dāng)開關(guān)電源接通時(shí)，寄生電容（Cs）可以通過二極管，傳輸電容（Co）和開關(guān)吸收電感諧振電路放電。Cs上的部分能量可以通過二極管，變壓器等反饋到開關(guān)電源，從而降低峰值諧振電流，并起到保護(hù)電路的作用。當(dāng)斷開開關(guān)電源時(shí)，電感器Ls中的大部分能量可以轉(zhuǎn)移到電容器，而只有一小部分被反饋到電源。因此在開關(guān)管上不會(huì)出現(xiàn)大的浪涌電壓，并且有效地將其鉗位以減小開關(guān)管的應(yīng)力。盡管能量再生緩沖電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但與其他緩沖電路相比，它可以確保大功率設(shè)備的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。因此在開關(guān)管上不會(huì)出現(xiàn)大的浪涌電壓，并且有效地將其鉗位以減小開關(guān)管的應(yīng)力。盡管能量再生緩沖電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但與其他緩沖電路相比，它可以確保大功率設(shè)備的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。因此在開關(guān)管上不會(huì)出現(xiàn)大的浪涌電壓，并且有效地將其鉗位以減小開關(guān)管的應(yīng)力。盡管能量再生緩沖電路的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但與其他緩沖電路相比，它可以確保大功率設(shè)備的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。