RC吸收是应用最为广泛的吸收形式之一(共8页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上RC吸收是应用最为广泛的吸收形式之一。在很多场合也是很有效（效率和吸收效果）的吸收方式，甚至在某些场合是唯一可选择的吸收方式。RC吸收是最简单的吸收方式。尽管如此，仍然缺乏有效的设计方法，工程上一般根据经验确定参数，存在很大的盲目性。一、RC吸收的特点：1、RC吸收是双向吸收。对于一个典型的被吸收电压波形中的上升沿、上升沿过冲、下降沿这三部分，RC吸收电路都会产生吸收功率。然而一般情况下我们都希望只对上升沿过冲实施吸收。这意味着RC吸收效率不高。2、RC吸收是不完全吸收。这并不是说RC吸收不能完全吸收掉上升沿过冲，只是说这样做付出的代价太大。因此RC吸收最好给定一个合适的吸收指标，不要指望它能够把尖峰完全吸收掉。3、RC吸收是能量的单向转移，就地转变为热，不能将电能转移出去。尽管如此，这并不意味着吸收电阻的损耗（发热能量）一定就会是从总效率中减去的损耗，在很多情况下，这个吸收电阻的发热增加了，与电路中另外某个器件的发热减少是相对应的，总效率不一定下降。也就是说，设计得当的RC吸收，在降低电压尖峰的同时也有可能提高效率。二、仿真验证电路我们以最受关注的全桥拓扑副边整流二极管反压尖峰吸收电路为例，系统分析与RC吸收有关的影响。电路初步参数为：输出功率1000W，输出电压245V，PWM周期40us（25KHz），占空比0.4三、吸收电容C2的影响采用不同的C2、对应不同的吸收效果和整机效率，一组数据如下：可以看出：1、并非吸收越多损耗越大，适当的吸收有一个效率最高点。2、吸收电容C2的大小与吸收功率（R2的损耗）呈正比关系。即：吸收功率基本上由吸收电容决定四、吸收电阻R2的影响：在吸收电容C2不变的情况下，改变吸收电阻R2的值，得到下面是一组数据：可以看出：1、吸收电阻的阻值对吸收效果干系重大，影响明显。2、吸收电阻的阻值对吸收功率影响不大，即：吸收功率主要由吸收电容决定。3、当吸收电容确定后，一个适中的吸收电阻可以（才能）达到最好的吸收效果，太大太小效果都不好。4、当吸收电容确定后，最好的吸收效果发生在发生最大吸收功率处。换言之，哪个电阻发热最厉害就最合适。 5、当吸收电容确定后，吸收程度对效率的影响可以忽略。下面是尖峰波形被吸收的过程的细节，我们来看看吸收电阻的阻值大小是如何影响吸收效果的。可以做如下理解：1、尖峰电压的本质是一种谐振现象。    没有吸收时（R2无穷大时）漏感与线路分布电容（结电容）形成高频谐振，第一个谐振高峰就是反压尖峰。    吸收电阻R2=0时，C2的存在大大增加了回路谐振电容，谐振频率大大降低，第一个谐振高峰就是新的反压尖峰。2、适当的R2才能使谐振达到最大的阻尼，产生最大的吸收功率，获得最低的反压尖峰，即最佳吸收效果。这就是RC吸收的本质。3、为什么在最佳吸收点后进一步减少吸收电阻会（明显）增加反压？这是因为R2越小吸收能量越小、而漏感能量因为C2的存在表现为更低的谐振频率，而在能量不减少的情况下频率越低意味着振幅越高，故反压提高。4、适当的R2有一个比较宽松的范围，比如这里，R2=180300范围内都是可以接受的。5、欲减少吸收功率，应该减小C2，而不是减小R2。归纳一下：吸收电阻 R2 有一个最佳值，才能获得最好的效果。希望每个工程师都记住这个图。五、功率对吸收的影响我们将功率扩大到2000W和减少到500W，分别观察在同样的吸收效果下达到最佳C2、R2配合时的情况：这一结果是符合逻辑的：较大的功率需要一个较大的吸收电容配合一个较小的吸收电阻。六、频率对吸收的影响我们保持1000W功率，将频率提高到50KHz和100KHz，分别观察在同样的吸收效果下达到最佳C2、R2配合时的情况：可以归纳为：较高的频率需要一个较小的吸收电容配合一个较大的吸收电阻。这可能是因为频率较高时，分布电容的影响凸显，因而需要补充的电容成分较少的缘故。七、电压对吸收的影响我们保持1000W功率、25KHz频率，将输出电压降低到60V和15V，分别观察在同样的吸收效果下达到最佳C2、R2配合时的情况：这一结果在预料之中：较低的电压需要一个显著较大的吸收电容，配合一个显著较小（具有较宽的取值范围）的吸收电阻。效率的明显降低是二极管导通电压引起的。与吸收貌似没有关系。但是吸收功率的变化情况还是令人费解的。八、漏感对吸收的影响保持1000W功率、25KHz频率，改变变压器偶合系数（即改变漏感），分别观察在同样的吸收效果下达到最佳C2、R2配合时的情况：这个结果有点费解了，谁来解读一下？1、较大的漏感不会降低效率？2、较大的漏感增加输出电压（功率）？3、较大的漏感需要一个较小的吸收电容配合一个较大的吸收电阻？4、一个适当的漏感对应一个最大的吸收功率的同时对应一个最高的效率？特别把三种漏感在浅吸收状态下（C2=200p、R2=1K）的波形截图如下，看不能不看出什么端倪？  RC吸收的设计方法的难点在于，最佳吸收参数与太多因素有关，比如漏感和变压器绕法、分布电感电容、器件等效电感电容、电流、电压等级、di/dt、dvdt、功率等级、频率等。即使同样的对二极管吸收，不同的二极管型号需要的吸收参数可能差距很大。我感觉很难推导出一个通用的计算公式出来。因此，工程上一般应该在通过计算或者仿真获得初步参数后，还必须根据实际布线在板调试获得最终设计参数。原则是：使用尽量小的吸收功率获得尽量大的吸收效果。一个RC吸收的典型设计（调试）过程：  这是对一个Boost二极管的RC吸收，其中Vd是二极管尖峰反压，Vk是开关管尖峰电压。专心-专注-专业