緩沖電路的設(shè)計方法
1.圖所示的緩沖電路是通過CSNB 吸收LTRACE 積蓄的能量。因此,在緩沖電路中形成的LSNB 必須比LTRACE 小。
由于CSNB 中積蓄的能量基本不放電,靜電容量越大電壓尖峰抑制效果變好,但使用的電容器的等價串聯(lián)電感 (ESL) 也必須考慮到LSNB 中。一般來說,電容器的尺寸越大ESL 越大,在選擇靜電容量時要注意。
為了將LTRACE 中積蓄的能量全部用CSNB 吸收, 需以算式(2)所示靜電電容為依據(jù)選定電容。
2.RC 緩沖電路的設(shè)計
圖所示為RC緩沖電路動作時的電流路徑與CSNB緩沖電路一樣:
CSNB的數(shù)值由算式(2)決定,而RSNB 的參考值根據(jù)算式(3)求得。
fSW:開關(guān)頻率
VSNB:放電緩沖電壓(VDS_SURGE 的0.9 倍)
決定RSNB 之后,以算式(4)計算出RSNB 的消耗功率,選定功率滿足要求的電阻。
對于RC 緩沖電路,算式(4)追加了第二項,因為fSW 或VHVDC越高RSNB 所消耗的電力越大,PSNB 太大導(dǎo)致電阻選定困難時,必須降低CSNB 的靜電容量值重新計算。
另外,為了RC 緩沖電路充分吸收電壓尖峰,RSNB 和CSNB 的諧振頻率ωSNB 必須比電壓尖峰的諧振頻率ωSURGE 低很多,需要結(jié)合算式(5)所示的RC 緩沖電路的諧振頻率ωSNB 來確認。
3.放電型RCD 緩沖電路的設(shè)計
放電型RCD 緩沖電路的設(shè)計基本上與RC 緩沖電路相同。只是由于是通過二極管吸收的尖峰,所以不需要通過算式(5)確認諧振頻率。并且,二極管必須選定為恢復(fù)電流小的型號。
4.非放電型RCD 緩沖電路的設(shè)計
非放電型RCD 緩沖電路與放電型RCD 緩沖電路不同,RSNB消耗的電力僅限于電壓尖峰的能量,用于抑制容許損失的RSNB的選擇范圍很廣。因此可以增大CSNB 的靜電容量,提高鉗位的效果。
CSNB 由算式(2)決定,RSNB 由算式(3)決定,而RSNB 的消耗功率由算式(6)決定,沒有算式(4)中包含CSNB 及fsw 的第二項。
因此,由CSNB 或fsw 產(chǎn)生的消耗功率增加基本沒有,能選擇大的靜電容量的CSNB,不僅僅緩沖電路的鉗位效果更好,還能對應(yīng)fsw 的高頻化。
下圖所示為非放電型RCD 緩沖電路動作時的放電路徑。因為上臂的尖峰朝向PGND、下臂的尖峰朝向HVdc,放電流經(jīng)由RSNB 流動,不那么受線路電感影響。
另一方面,連接到MOSFET 的漏極源極之間的布線電感LSNB 因為電流變化大,電感值需要盡量小。
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