能量回收型Clamper
REV: A 存檔: H-35 D:
BY:鄧世國 日期: 6/23/99
此种線路由L.C.D構成,可將L所吸收之返磁能量(激磁能量)被動地送回到Bulk-Cap,以達到降低損耗與提高效率之目的.
1. 線路架構,如圖31
1. 由X’FMR 6-3繞組,D1,C7組成能量吸收綱絡(Clamper/Snubber).
2. 由D2,L4,C39,D1組成能量回收綱絡.
2. 工作原理
游客的英文 在Q1 OFF時,C7吸收能量,並將L4上的能量送回Bulk-Cap,在Q1 ON時,將
C7所吸收能量轉移到L4上.
下面詳細分析其動作原理.從Q1第一次ON開始,即Ac ON開始.
當Q1 ON時,此刻D1 OFF,D2亦OFF,C7,L4上沒有儲存能量,當Q1 Turn OFF瞬間,由于6-3繞組極性反轉及Leakage Inductance之原因,導致X’FMR VPin3 > 2Vin,D1 ON,D2依然OFF,C7儲能,C7上電壓上負下正,即下端聚集正電荷,上端聚集負電荷,(微觀理論);當Q1于再度turn ON,D1 OFF,Pin3接地,C7之下极亦接地,Ip到地,從微觀角度,負電子從地流向Pin3,也即C7下端之正電荷被中和,電位為零.但此時上极之負電荷依然存在,故為負電壓.所以D2 ON,L4中得于流通電流,C7上儲存能量轉移到L南湖梦幻岛4上;當Q1再度Turn OFF瞬間,D1 ON,C7充電儲能,同時,由于L4锦纶氨纶极性反轉,D2亦ON,L4上能量送回Bulk-Cap,從而完成能量吸收及回收過程.依此原理循環,而達到消磁及Clamper之效果.其中C39乃在實驗中為濾除高頻NOISE而加之濾波電容,以減少D1之開關損失與噪聲,其值由實驗決定,常為几百PF.減小EMI.
3. 設計要點
1. C7之決定: 至少應能儲存返磁能量和漏感儲存的能量,而且操作于高壓狀
應為高耐壓,高頻的陶瓷電容或塑膠電容,其值可由下述方法確定:
因為 E= 1/2LmIm2+Eleakage Inductance
而 EC=E
故 Ec=1/2C7*V72 =1/2C7*(VPP-Vin)2
在理論上忽視漏感.
Ec=1/2C7( 2Vin-Vin )2=1/2C7*V操场的英语in2=1/2Lp*Im2=1/2Lp( 0.1~0.2Ip(max) )2
=1/2Lp( Io(max) )/n)2
由此求得C7值.
但實際上有Leakage Inductance存在,實際值應大于理論值,最恰當之方法乃為實
際量測VDS(max),(Peak值.)
然后,由Ec=1/2C7(Vpp-Vin)2 求出C7值.
當然,亦可由理論求出C7值后,加入線路,量測VDS,只要其Peak值在VDS保育员面试之內
即可.NOTE:C7之值直接影響到CLAMPING效果故合適選用其值乃為關鍵一般在0.01~0.1μF之間,.最好由實驗決定之
2: L4之決定: 因其為儲能電感,故應用Iron Powder Core,且選同TOROID CORE為佳,因其Leakage Inductance小,EMI小,為使C7上之能量有效地轉移至L4中,必須使L4,C7之復阻抗為零,(阻抗匹配原理),亦即構成LC諧振綱絡,可由以下方法求之:
ZL+ZC=0 →∣ZL∣煎虾= ∣ZC∣
所以 jωL-1/jωC = 0 2πf*L=1/2πf*C
所以 2πL/τ=τ/描写心理的句子2πc 而τ=Ton(MOSFET)
由以上推導可知:
L4=Ton2/4π2C7 求得L4.
或直接由下述推導得出
fo=1/2π√LC=1/Ton L4=Ton2/4π2C7
即可求得L4.
至于L水鬼吃人4之具體設計制作,請參考《磁性元件》normal mode choke之設計方法.
4. 本線路之優點
因其具有能量回收之功用,功耗小,所以可以在不降低效率之情況下得到
Clamper之作用,而且其線路並不復雜,成本也不太高,是較為實用之一种電路.
5. 本線路之缺點
1. 因其仍是被動作地動作,屬于一种被動返磁式Clamper線路,動態反應差,消磁效果與鉗位效果不太完美,可能會造成X’FMR飽和,同時,MOSFET之耐壓仍無法明顯降低,2倍Vin以上之Vpeak仍可能存在.
2. MOSFET之IDS仍過大,動態負載響應差以及噪音較大,可能超過電源飽和電流.
3. 對FORWARD CONVERTER 其DMAX被限制于50%以下.
