開關電源LCD無損吸收電路！

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開關電源LCD無損吸收電路！

開關電源LCD無損吸收電路！

變壓器與EMI 的關系
LCD緩沖網絡如圖1所示，由L、C、D1和D2組成。LCD緩沖電路不但能夠將變壓器的漏感能量反饋回電網，而且能夠有效地抑制開關管關斷時由漏感能量造成的電壓尖峰。

圖1 LCD緩沖電路
如果LC諧振頻率遠大于開關頻率，在開關管導通和關斷期間，箝位電容的極性將不斷改變。開關管關斷時，其漏極電壓開始上升，D1導通，電容將進行充電，減緩了漏極電壓上升的速度，電容兩端電壓為

式中，I0為開關管關斷時初級繞組流過的電流，Vref為輸出反射電壓，Lkp為變壓器初級繞組漏感。
開關管導通后，箝位電容通過Q、L和D2。進行放電。L、D2和C產生諧振，大約半個振蕩周期后，以電壓形式儲存在電容上的能量轉變?yōu)殡娏餍问?，儲存在電感中，電容的電壓極性改變，充電到Vin 。在下半周期內，L1上端電壓繼續(xù)升高，即電容兩端電壓大于Vin，D1導通，儲存在電感中的剩余能量通過D1返回電網。
在這種工作狀態(tài)下，箝位電容C的電壓與輸入電壓無關，依賴于負載電流的大小。由于LC諧振頻率非常高，電容C的值不能設計得過大，因此，在重載條件下，箝位電壓遠大于輸出反射電壓(通常為Vref的2～4倍)
如果LC諧振頻率小于電路開關頻率，開關管導通期間，箝位電容儲存的能量通過LC振蕩，只有一小部分傳遞到電感。開關管關斷后，電感中的能量通過D1和D2返回電網。箝位電容的電壓極性不會發(fā)生改變。電容值如果足夠大，在整個開關周期內，電容電壓的微小變化將忽略不計。在穩(wěn)定狀態(tài)下，達到能量平衡后

式中，Lm為變壓器初級繞組電感。
由于變壓器漏感遠小于初級電感，箝位電容電壓與輸出反射電壓緊密相關，因此，選擇一個合適的電感，箝位電容的電壓將對輸入電壓的依賴很小，并且箝位電壓可維持在比輸出反射電壓略高的一個值上，基本與輸入電壓無關。開關管的電壓

在寬輸入電壓情況下，LCD緩沖電路的箝位電壓非常低，接近于輸出反射電壓，不隨負載電流而變化，且無損耗，但需額外提供一個電感，其值需與變壓器初級電感匹配，以減小開關管電流應力。在實際電路設計中，為了減緩開關管漏極電壓上升速率，LC諧振頻率應小于開關頻率，電容應足夠大。

LCD無損緩沖電路原理
反激變換器加入無損緩沖電路后，可以大大減少開關損耗。LCD無損緩沖電路圖如圖2-6

LCD無損緩沖電路工作原理及分析[4]如下,其工作波形如圖2-7所示。
1）工作模態(tài) 1：t0~t1。當t = t0時，開關管S開始導通，緩壓電容Cr與電感Lr、二極管D1組成諧振支路，Cr端壓下降。
2）工作模態(tài) 2：t1 ~ t2 當t=t1時，功率開關S及原邊電感電流線性增加，二極管D0反偏，工作狀態(tài)和硬開關工作情況相同。
3）工作模態(tài) 3：t2 ~ t3 當t =t2時，開關管S關斷，儲能電感 L1、漏感 Lk沿Cr，D2釋放能量，Cr兩端電壓緩慢上升，原邊電感電壓Lu下降。
4）工作模態(tài) 4：t 3~ t4 當t=t3時，Lu下降到使 D0正偏導通，隨后原邊電感被
箝位， oLUNNu2 1 ? ?，Cr與L1，Lk，直流輸入電源、D1和 Lr形成諧振回路。等效電感Le =L1+Lk+Lr。dsu在t= t3時刻突然下降，以后近似按線性規(guī)律下降。
5）工作模態(tài) 5：t4 ~ t5 電容Cr兩端電壓Ucr不變，D0I線性減小。
6）工作模態(tài) 6：t5 ~ t6

當t= t5時，D0關斷，對原邊繞組的箝位作用消失，Cr沿 L1、Lk、直流輸入電源、D1和 Lr釋放能量。

7）工作模態(tài) 7：t6 ~ t7 當t=t6時，電容Cr端壓保持 Ud不變，輸出濾波電容向負載提供能量，直至下一周期開始。