我迫切希望知道输出整流管上RC计算公式的推导.
2021-03-24 12:55:05 点击：
上一篇：x86构架的SoC及STPC的一种应用近来,一大客户要求电源每个元件的选取要有理论和计算公式,我忙了好一段时间,基本上已快完成,上次客户对输入整流体和输入电容纹波电流公式的推导不满意,我用了一个星期时间,参考了好多文献,总算用微积分推出来了,并用上了O.H.schade曲线图,和实际很接近,客户较满意.
在这个过程中,自己学了不少东西,但也有悲哀,中国这么多人作电源,好多人在研究反馈环路,像输入整流体和输入电容纹波电流好像不被重视,,但日本却对此研究的让你心服口服,虽用上了O.H.SCH图,但许多文献是对线性电源而言的,开关电源的很少人研究.
在吸收电路方面,初级钳位snumber的理论已较成熟,网上有的外献书上公式推导天衣无缝,和本人实验很接近,但对输出整流体的RC吸收和开关管的RC吸收理论推导几乎没有,许多人(包括我自己)也是用实验的方法求得,有许多电力相关书上仅讲了可控硅或三相电源的RC吸收公式,但都没有详细推导,参数不知从何而来,而且也不适合单相开关电源,问了很多出书人甚至大学教授,答案不能令我满意,基本都是抄国外的,张占松和沙战友虽未见面,但感觉是两个抄书高手.对刘胜利老师的以动手实际测试来定参数较为服气.
在电源网上看了一下,对这个困惑的不是我一个人,在此我向大家征集相关信息,欢迎各位高手把自己心得或得到的相关知识传上,我将细心整理如和实验接近我定把详细设计过程奉献给大家.
为了感谢大家的参与,下面我传在电源网上获得的RCD文章,以前许多人有传过,很普通的,但不知大家认真对照作过推理和实验没有,本人认为写的很好,特别是那篇英文,也就是几个愣次定律公式,word里的公式有的有错,但波形很值得一看和分析,凡是红字都是本人的评论,当然不一定对,关于PI的那篇文章是CMG郭春明传在网上的,里面中文是本人认为值得注意的地方. 1906951192613744.pdf 1906951192613787.pdf 1906951192613848.doc 1906951192613971.pdf 支持 数学推导是硬伤啊，大一的时候学高数，不知道有什么用，上着上着才发现真的是大一高数学不好，一路兵败如山倒啊，后面学到专业课，开始发现高数的重要性。。。
1.可用于衰减次级漏感与整流二极管的振荡,此时所加RC应短路整流二极管体等效电容(肖特基的体电容一般在100pf到1000pf之间,随反向电压增大而变小,具体可参考数据手册),其与次级漏感形成RLC衰减振荡网络(R>2*(L/C)^0.5,R越大衰减越快);同时,为短路肖特基二极管的体电容,又要满足(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)(Cvd为肖特基体电容),一般取前者为后者的五到十分之一;
2.也可用于衰减初级Lp与MOS管Coss(Cds+Cgd)的振荡,以减小MOS管开通损耗(最大可将开通损耗0.5*Coss*(Vin+Vf)^2减少到0.5*Coss*Vin^2),此时的R用于转移本应消耗在MOS管上的开通损耗,不考虑变压器初次级漏感的话,选取原则可参考前面的选取方法(计算时要考虑匝比换算,如按初级Coss计算的话,最终R应变为R/N^2,C应为C*N^2,N为初次级匝比),但实际选择时,应考虑成本因数,适当增大MOS管损耗而减小C加大R;
第一种作用可用于防止开关管开通时次级二极管的瞬间电压超过最大值,有保护肖特基及减少EMI的作用,可用与CCM,DCM及QR模式的Flyback上,第二种作用主要用与DCM上. 非常感谢,分析得很好,(R>2*(L/C)^0.5是RLC的阻尼因子,(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5是阻抗(电阻加容抗即Z=(R^2+Xc^2)^0.5.
0.5*Coss*(Vin+Vf)^2减少到0.5*Coss*Vin^2)这样看来仅减少了0.5*Coss*Vf^2)这里原Vf是指什么,是反射电压,还是什么压降?最终R应变为R/N^2,C应为C*N^2,N为初次级匝比这点我不能理解,希望详细解释一下.我已明白了很多,望各路高手继续发表自己心得,错了也不要紧,本来就是讨论嘛,我认为不对会问的. 很明显,Vf是次级到初级的反射电压;0.5*Coss*(Vin+Vf)^2减少到0.5*Coss*Vin^2并不是减少了0.5*Coss*Vf^2,应为0.5*Coss*Vf*(2*Vin+Vf);至于匝比转换问题,上传等效图形会好说明一些的. 是我搞错了,掉了个2Vin*Vf.
为了搞明白这个问题,麻烦你花些时间画个等效图传上来分析下.
谢谢!
谢谢!照你画的图中的R,C的确是这样转换,但你这儿的R,C是接在整流管上串联R,C吗?在计算CMOS的R,C时又为什么要从次级转换呢?
还有,你上面第5贴的电阻算法还是比较准的,但不知电容如何推,还是像SNUMBER的那样用时间常数来定吗? 并联在二极管上的串联RC在二极管反向的时候也是这样转换计算的(图上的是并联,只是为了说明方便),并在CMOS管上的吸收RC的作用也可由并在输出二极管上的RC替代,其作用可以是一样的.
我的第5帖说的是并在输出二极管上的RC,不是指并在CMOS上的RC(这是为了承接你开的话题),因为是按输入端CMOS的Coss算的,所以最后转到输出端要进行再次转换,其转换计算正好和图上面说的相反.
至于C的计算,既然你知道了R的计算,那么按(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)前者为后者的五到十分之一,即可找到一个合适的C值,最后根据C与次级漏感L确定频率,再验证即可. 这个C值我要再想一下,昨天看到一本书上说:输出整流二极管的结电容在截止时加反压就有,要考虑其影响,在加正向电压时就消失了,不知你怎么看. 下图是General Semiconductor的SB120-SB160的典型结电容曲线图.
这是仙童公司的SB360的典型结电容曲线图.
再看一下Vishay公司的SB3H90-SB3H100
再看一下非肖特基二极管的典型结电容曲线图,这样就很容易知道为什么加RC在用肖特基做输出整流二极管时显得格外重要了.
General Semiconductor的1N4001-1N4007的结电容曲线图
TSC公司的快恢复二极管HER306的结电容曲线图
照这样看来,反向电压越高,结电容越小.
你好,仔细拜读了你的文章,收获颇丰,我现在有个问题想请教,那就是当并在输出整流管上的串联RC电路中的RC的计算公式是否和你图上所画的R C 并联是一样的呢.谢谢!
这样的好贴支持!
补充一下,输出肖特级上并RC对于正激拓扑还有个作用就是谐振复位.我认为国内研究电源理论的人还是有,多在高校和有实力的公司,一般的小公司工程师没有时间和精力想这些问题,多数是靠经验. 输出肖特级上并RC对于正激拓扑还有个作用就是谐振复位.
希望能说得详细一些.
谢谢! 支持 ok 強帖!!還是回歸重點變壓器的漏感啊,不然就要想如何回收再利用這個能量,難哦....RCD不得以的選擇...佩服樓主追根究底的精神. 是的,说去说来是漏感的问题,在不是要求很高的情况下,RCD是最便宜的,对这些硬开关的点滴搞清楚了,对研究LLC应也有很大的帮助. 我做了一些推导,大家帮忙看一下有无问题
http://bbs.dianyuan.com/topic/194819 谢谢你的支持.你的这些应是用某个软件做的推导吧?拉不拉斯变成3阶很复杂啊,不过没关系,我会花时间仔细推一下,另顺便问一下你图中的1e-9,6e-10是什么意思? 这个是数学软件计算出来的,1e-9是n,1e-6是u,软件画图没办法标单位.
至于拉普拉斯三阶数值解比较好办,符号解很困难,不过用了数学软件就比较方便了 我刚才粗看了一下(来不及详细分析公式),你的文章讲的很好,我一直就有点纳闷,如果RC接在次级两端,吸收了次级漏感能量,但接在整流二极管两端,那0.5(Vin-Vout)^2*f跑到哪去了,你这文章里有一些理论依据. LZ的精益求精的精神值得称到,请把你的输入电容纹波电流的推倒过程贴出来大家看看. 你要耐心等一段时间,因为我现在的都是手稿,到时整理完了我就发上来,包括各种电流波形的有效值和平均值的计算. 期待中!!!!! 顶! 不错,文章很好,受益了. 顶,有时间再来看看 期待中 好客户!!! xue xi zhong 观众 这个帖子，要顶！
在这个过程中,自己学了不少东西,但也有悲哀,中国这么多人作电源,好多人在研究反馈环路,像输入整流体和输入电容纹波电流好像不被重视,,但日本却对此研究的让你心服口服,虽用上了O.H.SCH图,但许多文献是对线性电源而言的,开关电源的很少人研究.
在吸收电路方面,初级钳位snumber的理论已较成熟,网上有的外献书上公式推导天衣无缝,和本人实验很接近,但对输出整流体的RC吸收和开关管的RC吸收理论推导几乎没有,许多人(包括我自己)也是用实验的方法求得,有许多电力相关书上仅讲了可控硅或三相电源的RC吸收公式,但都没有详细推导,参数不知从何而来,而且也不适合单相开关电源,问了很多出书人甚至大学教授,答案不能令我满意,基本都是抄国外的,张占松和沙战友虽未见面,但感觉是两个抄书高手.对刘胜利老师的以动手实际测试来定参数较为服气.
在电源网上看了一下,对这个困惑的不是我一个人,在此我向大家征集相关信息,欢迎各位高手把自己心得或得到的相关知识传上,我将细心整理如和实验接近我定把详细设计过程奉献给大家.
为了感谢大家的参与,下面我传在电源网上获得的RCD文章,以前许多人有传过,很普通的,但不知大家认真对照作过推理和实验没有,本人认为写的很好,特别是那篇英文,也就是几个愣次定律公式,word里的公式有的有错,但波形很值得一看和分析,凡是红字都是本人的评论,当然不一定对,关于PI的那篇文章是CMG郭春明传在网上的,里面中文是本人认为值得注意的地方. 1906951192613744.pdf 1906951192613787.pdf 1906951192613848.doc 1906951192613971.pdf 支持 数学推导是硬伤啊，大一的时候学高数，不知道有什么用，上着上着才发现真的是大一高数学不好，一路兵败如山倒啊，后面学到专业课，开始发现高数的重要性。。。
同感啊，兄弟
关于输出整流二极管上的RC一般用在肖特基二极管上,本人认为其主要可有两个作用:1.可用于衰减次级漏感与整流二极管的振荡,此时所加RC应短路整流二极管体等效电容(肖特基的体电容一般在100pf到1000pf之间,随反向电压增大而变小,具体可参考数据手册),其与次级漏感形成RLC衰减振荡网络(R>2*(L/C)^0.5,R越大衰减越快);同时,为短路肖特基二极管的体电容,又要满足(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)(Cvd为肖特基体电容),一般取前者为后者的五到十分之一;
2.也可用于衰减初级Lp与MOS管Coss(Cds+Cgd)的振荡,以减小MOS管开通损耗(最大可将开通损耗0.5*Coss*(Vin+Vf)^2减少到0.5*Coss*Vin^2),此时的R用于转移本应消耗在MOS管上的开通损耗,不考虑变压器初次级漏感的话,选取原则可参考前面的选取方法(计算时要考虑匝比换算,如按初级Coss计算的话,最终R应变为R/N^2,C应为C*N^2,N为初次级匝比),但实际选择时,应考虑成本因数,适当增大MOS管损耗而减小C加大R;
第一种作用可用于防止开关管开通时次级二极管的瞬间电压超过最大值,有保护肖特基及减少EMI的作用,可用与CCM,DCM及QR模式的Flyback上,第二种作用主要用与DCM上. 非常感谢,分析得很好,(R>2*(L/C)^0.5是RLC的阻尼因子,(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5是阻抗(电阻加容抗即Z=(R^2+Xc^2)^0.5.
0.5*Coss*(Vin+Vf)^2减少到0.5*Coss*Vin^2)这样看来仅减少了0.5*Coss*Vf^2)这里原Vf是指什么,是反射电压,还是什么压降?最终R应变为R/N^2,C应为C*N^2,N为初次级匝比这点我不能理解,希望详细解释一下.我已明白了很多,望各路高手继续发表自己心得,错了也不要紧,本来就是讨论嘛,我认为不对会问的. 很明显,Vf是次级到初级的反射电压;0.5*Coss*(Vin+Vf)^2减少到0.5*Coss*Vin^2并不是减少了0.5*Coss*Vf^2,应为0.5*Coss*Vf*(2*Vin+Vf);至于匝比转换问题,上传等效图形会好说明一些的. 是我搞错了,掉了个2Vin*Vf.
为了搞明白这个问题,麻烦你花些时间画个等效图传上来分析下.
谢谢!
谢谢!照你画的图中的R,C的确是这样转换,但你这儿的R,C是接在整流管上串联R,C吗?在计算CMOS的R,C时又为什么要从次级转换呢?还有,你上面第5贴的电阻算法还是比较准的,但不知电容如何推,还是像SNUMBER的那样用时间常数来定吗? 并联在二极管上的串联RC在二极管反向的时候也是这样转换计算的(图上的是并联,只是为了说明方便),并在CMOS管上的吸收RC的作用也可由并在输出二极管上的RC替代,其作用可以是一样的.
我的第5帖说的是并在输出二极管上的RC,不是指并在CMOS上的RC(这是为了承接你开的话题),因为是按输入端CMOS的Coss算的,所以最后转到输出端要进行再次转换,其转换计算正好和图上面说的相反.
至于C的计算,既然你知道了R的计算,那么按(R^2+(1/2*pi()*f*C)^2)^0.5<<1/(2*pi()*f*Cvd)前者为后者的五到十分之一,即可找到一个合适的C值,最后根据C与次级漏感L确定频率,再验证即可. 这个C值我要再想一下,昨天看到一本书上说:输出整流二极管的结电容在截止时加反压就有,要考虑其影响,在加正向电压时就消失了,不知你怎么看. 下图是General Semiconductor的SB120-SB160的典型结电容曲线图.
这是仙童公司的SB360的典型结电容曲线图.
再看一下Vishay公司的SB3H90-SB3H100
再看一下非肖特基二极管的典型结电容曲线图,这样就很容易知道为什么加RC在用肖特基做输出整流二极管时显得格外重要了.General Semiconductor的1N4001-1N4007的结电容曲线图
TSC公司的快恢复二极管HER306的结电容曲线图
照这样看来,反向电压越高,结电容越小.
你好,仔细拜读了你的文章,收获颇丰,我现在有个问题想请教,那就是当并在输出整流管上的串联RC电路中的RC的计算公式是否和你图上所画的R C 并联是一样的呢.谢谢!
这样的好贴支持!补充一下,输出肖特级上并RC对于正激拓扑还有个作用就是谐振复位.我认为国内研究电源理论的人还是有,多在高校和有实力的公司,一般的小公司工程师没有时间和精力想这些问题,多数是靠经验. 输出肖特级上并RC对于正激拓扑还有个作用就是谐振复位.
希望能说得详细一些.
谢谢! 支持 ok 強帖!!還是回歸重點變壓器的漏感啊,不然就要想如何回收再利用這個能量,難哦....RCD不得以的選擇...佩服樓主追根究底的精神. 是的,说去说来是漏感的问题,在不是要求很高的情况下,RCD是最便宜的,对这些硬开关的点滴搞清楚了,对研究LLC应也有很大的帮助. 我做了一些推导,大家帮忙看一下有无问题
http://bbs.dianyuan.com/topic/194819 谢谢你的支持.你的这些应是用某个软件做的推导吧?拉不拉斯变成3阶很复杂啊,不过没关系,我会花时间仔细推一下,另顺便问一下你图中的1e-9,6e-10是什么意思? 这个是数学软件计算出来的,1e-9是n,1e-6是u,软件画图没办法标单位.
至于拉普拉斯三阶数值解比较好办,符号解很困难,不过用了数学软件就比较方便了 我刚才粗看了一下(来不及详细分析公式),你的文章讲的很好,我一直就有点纳闷,如果RC接在次级两端,吸收了次级漏感能量,但接在整流二极管两端,那0.5(Vin-Vout)^2*f跑到哪去了,你这文章里有一些理论依据. LZ的精益求精的精神值得称到,请把你的输入电容纹波电流的推倒过程贴出来大家看看. 你要耐心等一段时间,因为我现在的都是手稿,到时整理完了我就发上来,包括各种电流波形的有效值和平均值的计算. 期待中!!!!! 顶! 不错,文章很好,受益了. 顶,有时间再来看看 期待中 好客户!!! xue xi zhong 观众 这个帖子，要顶！
LZ的言辞真是一针见血啊
好帖子 必须顶
好帖··学习了·· 好帖学习了
好贴
XUEXIZHONG\\\\\\\\ 佩服楼主的精神大开眼界呀!
做个记号 怎么要密码？ RC吸收 正好用得上 顶楼主 ，在大陆 踏踏实实搞研究的太少了 楼主辛苦学习中，先标记
怎么楼主不更新了啊
好贴，顶一下
好贴，顶一下 向楼主致敬! 记号，下面好好学习下 好贴啊，顶起来。期待中……………………………… 看看好贴，学习了，谢谢！
现在是2015年10月了，距离楼主当年2007年10月，已经过去了8年了，不知楼主现在是否还继续从事电源行业的研发工作？如果一直从事，现在应该比当年更牛了。不知楼主是否还记得当年发的这个贴。希望出来继续完善，以解决后人同样遇到的问题。 2017年网上找RC吸收电路查到此贴，还能找到10年前的古董贴还在，学习学习！