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谈谈 RCD 的计算结果为何与实验参数出入很大
阅读: 16165 |  回复: 85 楼层直达

2013/07/27 12:34:44
1
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

QQ截图20160321155901  高效、易用、便捷的电源调试助理——是德科技E36313A可编程直流电源测评

QQ截图20160321155901  在测试完智能手表的功耗之后,我发现了两个比较严重的问题……

QQ截图20160321155901  有几个人知道Tag 在不同工作状态下背后隐藏的秘密!


不时有网友提到 RCD 的计算问题。有关 RCD 的计算和实验的帖子在坛子里也很有人气。

其中老梁头关于反激RCD的实验 中的介绍很详实,是很有价值的一手实验数据。读过帖子之后,给人感觉好像自己亲手做了个实验,受益匪浅。然而,帖子中计算的 RCD 数值和实验得到的参数并不一样(老梁在帖子中的计算过程正确、结果有误)。相信很多网友都有这样的体会 - 就是计算出的电阻 Rsn 比实际实验得到的数值要小很多。大家有没有兴趣讨论一下 ~   

 (本图摘自Fairchild AN-4147) 

下面介绍一下本人在实验过程中发现的 3个原因 ~

1. 漏感测量的误差大 - 由于仪器和测试的问题导致漏感测量的误差可以很大(尤其是体积小变压器),通常是测得的漏感偏大。导致计算结果的不准确(电阻偏小)。

2. RCD计算公式中忽略了二极管Dsn的正向导通延迟时间和开关损耗,假设所有漏感引起的功耗都消耗在了电阻 Rsn 上,使得计算出的电阻数值偏小。

3. 计算公式忽略了漏感对 MOS管输出电容 Coss 的充电,而这一部分的能量是不能忽略不计的。

 

一些有关 RCD 参数计算的资料供大家参考 ~

AN-4147_Fairchild反激RCD设计 

AN1680-D_RCD design (ON Semi) 

Flyback Converter Snubber Design 

反激式变换器中RCD箝位电路的设计  

技术博文分享——RCD钳位电路

Flyback Converter and snubber Design - Bodo 

标签 反激
四通道3MHz低功耗低噪1.8V CMOS运算放大器 IO-Link数字输入集线器参考设计 低噪声稳压开关电容电压逆变器
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12位,2.7-GSPS,RF采样模数转换器 单USB车载充电器带电缆补偿和电池短路保护 LP38798-ADJ Hi PSRR超低噪声 800mA低输入电压稳压器
2013/07/27 13:12:40
2
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

有关 RCD 的计算公式在网上可以找到不少,大致的算法都差不多。其中 Fairchild 的 AN-4147 比较具有代表性。老梁头 在帖子中的计算也是采用与 fairchild 相同的公式。对于RCD的计算公式,相信很多网友都很熟悉。在此不再重复。

上面提到老梁头 在帖子中的计算结果有误,在这重新算一下。

 

Vsn = 110V;  Vor = 40V;  Ipk = 4.2A;  Llk = 2.79uH;  fs = 50KHz;    根据公式

得出 Rsn = 6.2K  

2013/07/27 14:31:01
3
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

老梁头关于反激RCD的实验 中,实验得到的数值是 Rsn = 30K 时,可以做到 Vsn = 110V。与用公式计算的结果 6.2K 相差甚远 ~

 (图片摘自老梁头的帖子关于反激RCD的实验

上面只计算了电阻 Rsn 的数值,而没有算 Csn。是因为实际上电容的角色在这个线路中并不重要,本身也并不吸收(消耗)能量。只要数值取稍大一点就行了,对 Vsn 和 Rsn的大小也没有什么影响。有些网友在实验的时候,一会儿改电容 Csn,一会儿改电阻 Rsn,是对线路的理解不太够。

2014/07/10 11:24:59
63
hsp2008cn
电源币:1 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:79
LV3
排长
安全稳定电源首选二三极管,欢迎咨询qq:78050188
2013/07/27 16:25:46
4
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

看到有网友不太清楚 Rsn 计算公式的推导,顺便在这儿推导一下 ~

   

  

1. 当MOS管关断时,初级电流达到了最大值 Ipeak。电压Vds 迅速上升至A点,漏感 Llk上的能量开始对Csn冲电。
2. Csn上的电压在整个过程中几乎不变,其大小是Vsn。
3. 由于此时次级的整流管已经导通,次级圈上的电压被钳制到输出电压 Vo。反射电压 Vor (或者写成 nVo) 在初级建立。
4. 漏感对 Csn 放电时,漏感上的电压被钳制到 Vsn - Vor。
5. 漏感上的电流变化为

 

6. 在漏感对Csn充电的过程 ts 中,漏感两端的电压始终是 Vsn - Vor。
7. 充电电流 isn 由初始值 Ipeak 一路线性下降到 0,此时漏感上的能量全部释放掉了。

 

8. 由于电流 isn 的变化是线性的,可以用几何的方法计算出 Csn 在一个周期里充电的总能量是

 

 9. RCD 线路消耗的功率是

 得到下面的公式

   

 

10. 假设 Csn 在放电的过程中,两端电压变化不大,其值为Vsn。则Rsn近似为

 

 

2013/07/27 17:02:47
5
liangong
电源币:1 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:12
LV2
班长
我顶,顶到你爽。
2013/07/27 17:05:02
6
liangong
电源币:1 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:12
LV2
班长
非常感谢楼主的讲解!
2013/07/27 18:54:21
7
在路上.
电源币:11 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:210
LV6
团长

好贴,先顶再看!

2013/07/27 19:03:57
8
在路上.
电源币:11 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:210
LV6
团长
看完再顶
2014/07/10 11:26:32
64
hsp2008cn
电源币:1 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:79
LV3
排长
安全稳定电源首选二三极管,欢迎咨询qq:78050188
2013/07/27 19:06:29
9
在路上.
电源币:11 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:210
LV6
团长
请问版主,在实际计算的时候,LIK 怎么确定呢??要先做报变压器测出来吗?
2013/07/27 21:58:32
10
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

是的。这也是我们下面要继续讨论的 ~

2014/12/09 15:22:46
71
得意的小女生
电源币:30 | 积分:0 主题帖:87 | 回复帖:352
LV8
师长
看完再顶
2013/08/02 16:57:24
46
2cwt
电源币:0 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:41
LV3
排长
学习了
2013/08/05 23:59:15
48
湖之一二
电源币:31 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:378
LV8
师长



 实际上的电流上升波形有一个掉沟,请问其形成的具体原因。

另外PWM在下降时会有一段平台,书上说是著名的米勒平台,请问怎么评估这一段平台值对电源的影响。

2014/11/28 22:23:06
69
hanjie_120101
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
学习了!
2014/12/07 18:31:03
70
无知小菜007
电源币:2 | 积分:3 主题帖:2 | 回复帖:15
LV3
排长
想知道那个Vsn是怎么得来的是计算还是什么?
2013/07/27 23:43:23
11
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

 下面言归正传,讨论一下那些因素导致 RCD 计算的结果和实际的数值差别很大。

(一)漏感

我们在 老梁头 的例子中看到,计算的电阻值与实际得到的参数相差有几倍之多。如果相差百分之五十,那么在工程设计中还是有参考价值的。但是差出几倍的话,可以说计算的意义已经不大了。fairchild 的公式推导中,做了一些近似,而且把所有的元件都当成是理想元件。这其中不可避免的会引入一些误差。但本人在实验中发现这些还不是最主要的原因,影响最大的是漏感测量的误差造成的。

经常听到一些网友讲 - 测到的变压器漏感很大,尤其是小变压器。有的达到10%,还有人讲大到100% 的。shirizheng 有个帖子  漏感比感量还大!! 。看标题就知道内容了。 我们知道初级线圈的漏感是 MOSFET 两端尖峰产生来源,漏感的大小直接影响到 RCD 吸收线路的参数。如果漏感多出几倍,那么Rsn的数值也肯定会差很远。 所以漏感的准确测量是非常重要的。有人(包括某些专家)说变压器的漏感通常在1-5%之间,所以可以估计个数值,用来计算 RCD。个人觉得这种说法不太靠谱  ~  如果实际的漏感是 5%,而你用 2% 去计算。结果不是要差出两倍吗

为什么小个子的变压器的漏感测出来会很大呢? 其原因是变压器的每个绕组都有铜线内阻R存在。变压器越小,圈数越多,铜线上的电阻也就越大。 而测试电感的 RCL Meter在测试的时候并不知道有铜线内阻的存在,而是把线圈当做纯电感来测量。 我这里把变压器线圈简单的等效成一个电感与一个电阻的串联 (实际的等效电路要复杂很多)

正常的情况下,圈数越多铜线内阻越大,电感量也越大。电感的感抗比内阻大的多,所以铜线的内阻对电感的测量影响不大。 但测漏感的时候情况就不一样了。这时候漏感只有线圈感量的 1 - 5%,而铜线内阻还是那么大。对于小变压器来说,铜线的电阻甚至比漏感的感抗还要大。测出的漏感的误差就可想而知了 ~

下面看一个实际的例子:

 一个EE16的反激变压器, 初级绕了一、二百圈。感量3.0mH, 铜线内阻 3.3 Ω。 下面的表格显示了在不同频率下,初级绕组感抗 Zl 与铜线内阻的对比。可以看出当测试频率高于 1KHz 时,初级绕组的感抗都要比内阻大很多 。所以电感的测量误差很小。

    

假设漏感是初级感量的 3%,也就是90uH,再看看漏感感量和铜线内阻的对照。不难发现当频率在10KHz的时候,感抗比铜线内阻也大不了几倍。这时候测量出的漏感还是有较大的误差。

  

我们通常用的 RCL 测试仪, 有的测试频率能够达到 10KHz 或更高。也有的测试仪频率只有120Hz 和 1kHz 两种,我手上的巧好是后者。用 1KHz测量这个EE16变压器的漏感是 267uH,也就是差不多 9% 的初级感量。问过变压器的供应商,被告知如果用10KHz的频率测量,漏感大概是5-6% 的样子。各位的经验差不多是这样吧 ~

如果用120Hz的频率来测,漏感能有多少呢? 实测的漏感有 80%还多。看来 shirizheng 测出的比感量还要大的漏感,应该是用120Hz的频率测的 ~

2013/07/28 14:46:31
16
在路上.
电源币:11 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:210
LV6
团长
在选择电桥测试的时候,是不是选择最接近开关频率的档位来测试电感比较合理?
2013/07/28 16:32:28
18
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

通常电感的铜线内阻相对较小,那么在低频的范围(比如说100KHz以下),测试频率的影响似乎不是很大。 但测量漏感,由于漏感的感抗相对于铜线内阻不是很大,频率高应该相对会准一些(虽然你的开关频率可能很低)~

2013/07/29 09:17:28
20
在路上.
电源币:11 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:210
LV6
团长
谢谢!
2013/08/01 16:41:13
43
dulai1985
电源币:360 | 积分:0 主题帖:458 | 回复帖:1164
LV10
司令
上面的那个LP=90UH,你是怎么来定的~~
2013/08/01 20:50:51
44
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

初级电漏感 Llk = 90uH 是测量出来的实际数值,请参看下面的 12帖。

2013/07/28 10:48:50
12
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

由上面的表格中,我们可以看出 RCL 仪器测试频率和漏感的测量误差之间存在的关系。在测量漏感的时候,(在低频范围内)频率越高相对的误差会越小。但即使用10KHz的频率,也还是有较大的误差。然而,很多时候我们手上的仪器有限,不一定能提供更高的频率。那只有考虑其他的办法了 ~

下面介绍一下我在实验中采用的漏感测试方法 - LC 谐振的方法。

LC 谐振的电路大家都很熟悉,一个电感和一个电容,串联或是并联的线路。在某一频率会产生谐振,此时的振幅最大。利用这个线路,在已知电容容值的情况下,找到谐振的频率。进而可以计算出电感的数值。

 

如上图,左边用信号源提供正弦波信号,在电感的两端(包括了串联的铜线内阻)用示波器观察信号的幅度。并记录下幅度最高时的输入频率 f 。

上面例子中的 EE16反激变压器,测得的初级漏感的谐振频率是 f = 169KHz。线路中的电容值实际测得是 C= 9.83nF 。 这个LC谐振电路的谐振频率表达式如下:

  

由于 CR2/L 部分很小,可以忽略不计。频率的公式可以简化为:

 

计算出变压器的初级漏感 Llk = 90uH, 相当于 3% 的初级电感。 这个数值比用 RCL 测试仪在 1KHz 频率时测得的 9% 的漏感要小 3 倍,也比用 10KHz 频率测得的 5-6% 的漏感要小很多 ~

由此可见 - 漏感测量的误差可以很大,由此而计算出的 RCD 参数其准确性也会大打折扣。

2013/07/28 11:30:37
13
chenyankun
电源币:1475 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:409
LV7
旅长
旅长你好,这论题写不错!这里有个疑问想请你帮忙解答一下,你在上面写了这个一句话“在测量漏感的时候,频率越高相对的误差会越小。但即使用10KHz的频率,也还是有较大的误差”,我们平时测漏感的时候的测试频率不是应该跟工作频率差不多?假如我工作频率就1K,你用100K频率测试测出来的漏感很小,那意义大吗?
2013/07/28 12:04:53
14
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

漏感本身是客观存在的,其大小(在低频范围)并不随测试频率的变化而变化,也不随使用时的工作频率而变化。只不过由于仪器的问题,在不同频率下,测出漏感的误差不同。

这样解释不知道你同不同意 ~

2013/07/29 21:20:48
25
chenyankun
电源币:1475 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:409
LV7
旅长
我同意!我也知道楼主的LC的测试方法很好,但是觉得这方法不太好用,还是直接用LCR测试仪方便,就是问测试漏感的时候用多少频率测试比较好,我们这里的LCR测试仪是可以设置频率的
2013/07/30 00:02:04
28
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

手上没有可以调频率的测试仪,没有试过。只能给你点儿建议 ~

从10KHz开始一路调高频率,直到测得的漏感数值不再有太大变化。这时测出的漏感误差应该不是很大了。

2013/07/30 21:33:37
37
chenyankun
电源币:1475 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:409
LV7
旅长
好的,谢谢楼主
2013/07/28 14:46:57
17
bigbigeasy
电源币:131 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:281
LV6
团长
漏感起作用的频率都是很高的 一般都大于100k
2014/11/18 16:30:23
68
li297890758
电源币:23 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:131
LV5
营长

好帖,容我慢慢体会

 

2013/07/28 12:19:12
15
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

对上面测试的 LC 谐振的频率,我用线路模拟验证了一下。结果吻合的很好 ~

 

   

2013/07/28 16:38:39
19
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

如果减小了漏感的误差,那么RCD计算的数值是否与实验参数接近了呢?,我们下面做个实验来验证一下 ~

一个反激电源工作在DCM模式;  变压器 PQ3230:
初级电感 Lp = 205uH;  
初级漏感 Llk = 5.5uH (@ 1KHz);  用LC谐振的方法测得: Llk = 2.1uH
开关频率 fs = 76KHz
初级电流 Ipeak = 3.13A   (输出 12.4V / 5A)
钳位电压 Vsn = 210V
反射电压 Vor = 85V ; Vin = 140V
根据 fairchild 的公式

得到由漏感而引起的功率损耗是 Psn = 1.32W; 理论上这些能量都消耗在 Rsn上,由公式

计算出 Rsn= 33K

 

2014/05/28 23:11:01
59
沈良
电源币:1 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:8
LV3
排长
非常感激楼主的讲解,受益匪浅
2013/07/29 09:44:16
21
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

实验得到的RCD参数是: Dsn = UF4007;  Csn = 0.01uF/1KV;  Rsn = 39K / 3W

与计算出的电阻 Rsn 的 33K 相差的不多。 如果计算出的数值能如此地接近实验的结果,那么已经是很不错了。

 

但是仔细观察一下各处的波形,发现事情还没有那么简单 ~

2013/07/29 10:11:19
22
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

 

下图中黄色为A点波形;蓝色为B点波形

 

放大一点看 ~

 

再放大一点 ~

 

2013/11/27 09:03:04
58
woshiyean
电源币:31 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:22
LV3
排长

我的RCD的波形怎么是这样的?

A点的波形和D中的电流,然后是

展开:

2013/07/29 11:19:18
23
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

(二)二极管 Dsn

fairchild 的 RCD计算公式是基于一个假设的前提 -- 二极管 Dsn 是理想的元件,像一个开关。本身没有开关时间、没有压降。所以的能量都消耗在 Rsn上。而实际上的二极管的开关速度(就算是UF4007)还是不够快,正向导通有个延迟时间。由图中可以看出在漏感开始给 Csn充电的时间,UF4007上面的电压有几十V。有电压、又有电流,那么肯定会有功耗。Dsn关断的时候也有延迟,Csn 经 UF4007 又放了些电。这其间同样也有功耗。

由上贴图中看出电阻 Rsn上的实际电压并不是 Vsn 210V,而是只有132V~ 146V。计算出电阻上的实际功耗大约只有0.5W左右,不是公式算出来的1.32W

 

实验的结果显示 - 公式计算出的 Rsn 虽然与实际参数接近,但并非是因为计算公式的准确。只能算作是巧合。相反, 计算出的 Rsn 上的功耗与实际出很大 ~

2013/07/29 17:02:58
24
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

上贴提到二极管 UF4007 有功率消耗。但具体功耗是多少,很难准确的计算或测量。 只能根据其发热的情况,大致地估计一下。为了方便测量,把二极管 UF4007 和 Rsn 39K 搬到板子的背面。

 

然后用红外测温仪记录一下电阻和二极管上的温度

 

凭元件上的温度来估计功耗肯定是不会很准的,但也没有想出什么更好的办法。 3W 电阻上的功率损耗是0.5W、温度74.3C, 而个子小一半的二极管上的温度是66.1C。估计UF4007上的功耗大致有0.2~0.25W吧 ~

由实验看出 - 由于RCD 吸收线路中的二极管不是理想元件,本身有一定的损耗。这是RCD 公式计算误差大的另一个原因(导致计算出的电阻阻值偏小) ~

2013/07/29 22:05:34
26
老梁头
电源币:455 | 积分:21 主题帖:105 | 回复帖:2063
LV10
司令
好贴,楼主继续···
2013/07/29 23:52:18
27
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

帖子有点长,读下来需要有点儿耐心 ~

2013/07/30 01:07:47
29
づ龍づ
电源币:0 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:85
LV4
连长
好贴
2016/07/20 12:00:33
80
咯123爱
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
每天都读一点就就不长~~
2013/07/30 09:22:21
30
qinzutaim[版主]
电源币:5066 | 积分:134 主题帖:36 | 回复帖:3501
LV11
统帅

mark....

偶没事也钻了下这个东东,和楼主的好象也有那么一点点不同,等有足够时间做个验证,再贴出来把大伙儿搞的晕头转向才行

2013/07/30 09:38:43
31
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

期待中 .........      

2013/11/25 17:08:01
56
nyh20028319
电源币:0 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:98
LV5
营长
这个东西看的很费解,很花时间
2013/07/30 11:02:19
32
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

(三)Coss

大家都知道 MOS 管的输出电容 Coss 的存在。Coss上面会储存和释放能量,MOS管的开关过程中,也会造成功率损耗从而影响效率。

 

  (图片摘自电源网官方  的 帖子:  技术博文分享——RCD钳位电路

当MOS管关闭后, Vds 两端的电压迅速上升。电容 Coss 同时被充电。在技术博文分享——RCD钳位电路一文中,(西安科技大学)刘树林教授的观点是 - “流过变压器原边的电流IP首先给漏源寄生电容Cds(Coss)恒流充电(因LP很大),UDS快速上升(寄生电容Cds较小),变压器原边电感储存能量的很小一部份转移到Cds(Coss)”

电源网官方   认为“漏感能量在传递到RCD钳位电路之前,是有损耗的,损耗在于MOS管的输出电容上,也就是Coss,因为,漏感能量要先给它充能,使得它两端的电压能达到钳位电路的钳位电压,达到了钳位电压后,二极管才会导通,接着才是漏感能量向钳位电路传递能量”

我比较认同后者。起码来说漏感从一开就参与了给Coss充电,而当电压上升到Vin+Vor的时候,漏感继续给Coss充电,直至Coss上的电压升至Vin+Vsn。 一个周期内漏感充电给Coss 的能量是

  

这些能量在Coss与漏感Llk的谐振中衰减,部分传递到次级输出。剩余的部分在MOS再次开通时消耗在MOS管的导通电阻上了。其功率损耗为

  

2013/07/30 11:57:56
33
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

要想计算出Coss上的能耗,首先要知道 Coss 是多少。本例中所用的是‘富士’的 FMV11N60E。规格书中的 Coss 150pF(typical)是在电压25V时的数据. Coss 随电压变化的曲线如下 -

  

由图中可以看出当电压升至几百V 的时候, Coss 就只有几十 pF 了。 于是电源网官方 在  技术博文分享——RCD钳位电路 的帖子里指出 - “MOS管输出电容上损耗的能量是非常小的,大概在漏感能量的 3%左右,所以可以忽略不计”

Coss上的能耗是不是真的很小,以至于可以忽略不计呢? 我们还是需要具体的计算一下。显然这个 Coss 是很难准确计算出来的,只有用实验的手段来测量其实际的数值。

2013/07/30 14:12:26
34
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

 

上面这个波形是典型的反激 DCM mode的开关管Vds的样子。图中左边的谐振是初级漏感 Llk和 Coss组成的,右边的谐振是初级电感 Lp和 Coss构成的。

   

实际上参与谐振的除了 Coss 以外,还有其他的一些电容存在 - 包括变压器的初级线圈线间/层间电容 Cp(见上图)、线路的分布电容以及次级反射到初级的电容等等 ..... 我们在这里用 Ctot 来代表所有这些电容的总和。 所以实际上,上图中的谐振分别是 Llk和 Ctot、以 Lp 和 Ctot 所构成的。这里我们忽略其他的电容成分(以便于计算),近似地认为 Ctot = Coss + Cp。

这两个谐振的频率是很容易在波形上测量出来的。而初级电感 Lp和漏感 Llk 都是已知的,所以计算出 Ctot 并不困难 ~

1. 先看看初级电感 Lp和 Ctot 的谐振

  

由图中读出谐振的振荡周期是  2.2uS / 2 = 1.1uS;已知Lp = 205uH,由谐振公式

 

计算出 Ctot 1 = 149 pF

2. 再看看初级漏感 Llk和 Ctot 的谐振

 

由图中读出谐振的振荡周期是  402nS / 4 = 100.5nS;已知漏感 Llk = 2.1uH,由谐振公式

计算出 Ctot 2 = 122 pF

由这两个谐振算出来的 Ctot 差别有点儿大,原因待查(也可能是测量的误差)。由于其中的 Coss本身不是定数,随电压升高而下降,所以这个趋势还是对的 ~   我们以Ctot  = 122 pF 继续下面计算

2013/07/30 16:01:01
35
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

上面计算中 Ctot = 122pF 接下来算一算Coss 到底是多少 ~

由于 Ctot = Cp + Coss, 所以还要知道 Cp的大小才行。用12贴中谐振的方法,测得初级线圈电感和电容的谐振频率为1.75MHz 。根据谐振频率公式

 

计算出 Cp = 43pF  于是有  Coss = 122 - 43 = 79pF。 这个电容值实际上还包括一些线路分布电容、次级反射电容等等.......所以实际的 Coss 会比这个值还小。

计算 Coss上的能耗 -

得到 Pcoss = 0.368W  这个结果显然不止 3% 那么小  ~
至此,让我们回过头来看看各部分的能耗。看看原本假设全部消耗在RCD 电阻上的能量实际上去了哪里 -

电阻 Rsn 上的能耗         PRsn = 0.5W
二极管 UF4007上的能耗      PDsn = 0.2~0.25W
MOS管输出电容 Coss上的能耗    PCoss = 0.368W
-------------------------------------------------------------------
上面各项的总和是           1.07 ~1.12W

这个结果与用公式计算出来的 RCD 线路的功耗 1.32W 已经比较接近 。由于在计算和测试过程中有很多的近似甚至估计,误差可以有10-30%。不过即使这样,也还算是吻合的不错 ~

2013/07/30 21:32:07
36
chenyankun
电源币:1475 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:409
LV7
旅长

 楼主,看我看看我这个RCD怎么修改?这是我计算的数字R=2.45K,C=100nF,D是FR107

 

 

 

 

2013/07/30 22:35:07
38
higel
拆机版纪念勋章
电源币:714 | 积分:3 主题帖:23 | 回复帖:449
LV8
师长

好贴,必须顶!

2013/07/31 10:43:38
40
mko145
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LV8
师长

1.  如果还想把目前的 Vsn 降低点儿话, 可以试试把 FR107 改成 1N4004/7. 电阻值要改大一些。(留意一下二极管的温度)

2. 如果这是满载的波形,那么还似乎可以调整一下圈数比,来降低反射电压 Vor。从而降低 钳位电压 Vsn

2014/07/01 19:53:28
61
xianrui1989
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:6
LV2
班长

你好,请教一下,那个震荡的波形会对输出有影响不,我也遇到类似的问题,请问您是怎么解决的啊

2013/08/25 09:22:51
52
chenyankun
电源币:1475 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:409
LV7
旅长
楼主,你计算出来的Coss不是79pF吗,怎么用122pF了,还有Coss电容的上的电压,应该不是全是漏感充电吧,在二极管没有导通之前,初级感量应该也参与充电过程,到了嵌位的时候,Coss上的电压才由漏感单独充电?
2014/07/12 12:03:12
65
xx88jj88jj88
电源币:9 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:55
LV4
连长
讲得很好,顶起
2016/11/18 22:37:20
81
jingshilin168
电源币:4 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:5
LV1
士兵
好帖子
2013/07/31 09:33:17
39
apemars
电源币:1 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:6
LV3
排长

顶!!!

另外,在RCD中,D有用快管的,有用慢管的,楼主能否解释一下各自有什么好处吗?

2013/07/31 14:33:28
41
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

这确实是个有趣的话题,可以再开个新帖子了 ~     

2013/08/01 11:49:45
42
namin
电源币:147 | 积分:0 主题帖:106 | 回复帖:247
LV7
旅长
也有这个疑问啊
2013/08/05 23:22:10
47
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

请参看 - 谈谈RCD钳位电路中二极管D的选择

2013/08/02 11:46:33
45
mko145
电源币:1624 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:582
LV8
师长

更新了第 33 - 35 帖的中有关 Coss 的部分 ~

上传了“一些有关 RCD 参数计算的中英文资料”(在第一帖)供大家参考

2013/08/21 10:25:10
49
baigang918312
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:6
LV1
士兵

分析很透彻,做个记号,以便下次阅读

2013/08/24 10:38:02
50
duanwn
电源币:302 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:38
LV3
排长
好贴必须顶。
2013/08/24 16:31:15
51
risky000
电源币:2523 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:119
LV5
营长
强帖啊,顶!顶!顶!
2013/10/06 17:30:29
53
蒋洪涛
电源币:1510 | 积分:0 主题帖:14 | 回复帖:298
LV6
团长

很好

2013/10/07 09:15:27
54
peterchen0721
电源币:10 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:345
LV8
师长
強帖,佩服追根精神。
2013/11/25 16:51:36
55
nyh20028319
电源币:0 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:98
LV5
营长

二极管的参数怎么计算呀?

 

2013/11/27 08:39:41
57
woshiyean
电源币:31 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:22
LV3
排长

测量漏感要在接近开关频率处测量,非常同意!

楼主还有一个问题忽略了:

还有一点是次级侧的漏感会耦合到初级来,所以,专测变压器是不行的,要在板子上,将次级输出二极管,电容用较粗的短路起来,再测试漏感,----注意频率,这个得出的结果才是真正的漏感。

     因为次级的漏感Ls-lk耦合到初级为n2*Ls-lk。假设输出5V,Vor为100V,那么n=20,次级1uH的漏感耦合到初级就是400uH!

    欢迎探讨!

2014/07/13 09:21:56
66
merittj
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

实际测试漏感就是短副边,测试原边。

 

2014/07/01 08:41:24
60
猎狐梦痕
电源币:0 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:1
LV2
班长
您好!看了帖子学了好多知识!想请问一下,这里你贴出的电路时反激式的,我在书中看到正激式电路一般在变压器初级接RCD电路实现磁复位功能,请问正激式电路中RCD磁复位电路分析和这里的是一样吗?
2014/07/02 17:31:20
62
yousi2180
电源币:2 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:18
LV2
班长
好贴~今天都在学习你讲的知识点。。。。
2014/07/14 13:01:51
67
75482758
电源币:43 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:391
LV6
团长
谢谢分享
2016/02/07 11:36:29
72
lyzhust
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵
mark
2016/02/14 13:55:42
73
majianhai
电源币:2 | 积分:0 主题帖:24 | 回复帖:152
LV6
团长
学习
2016/02/18 13:35:32
74
成龙0927
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
1024
2016/02/18 15:18:37
75
xiuquan1
电源币:30 | 积分:0 主题帖:28 | 回复帖:34
LV4
连长
好帖
2016/02/20 12:16:34
76
pmz0925
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:5
LV1
士兵
2016/02/23 15:52:35
77
122013137
电源币:26 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:29
LV3
排长
实验的帖子在坛子里
2016/03/04 15:18:07
78
boy59[版主]
电源币:109 | 积分:51 主题帖:36 | 回复帖:159
LV8
师长
好贴!谢楼主分享,受益非浅
2016/07/06 01:04:30
79
07031529
电源币:0 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:1
LV2
班长
真心是好帖子,刚还看到fairchild的资料呢。
2016/11/27 20:29:49
82
zeitouabin
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:3
LV1
士兵
好贴,深入,mark仔细看看
2017/05/05 17:05:27
83
为我所控
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:3
LV1
士兵
感谢LZ,学习了
2017/05/18 13:58:43
84
cjhk[版主]
电源币:623 | 积分:63 主题帖:29 | 回复帖:130
LV9
军长
这个帖子好,楼主相当用心
2017/05/29 10:55:39
85
creater
电源币:0 | 积分:0 主题帖:21 | 回复帖:210
LV6
团长
楼主人才啊,没有沉淀十年以上的经验得不到如此深入的见解
2017/05/31 14:23:58
86
jiyaofei
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:14
LV2
班长
受益匪浅
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