开关吸收电路,缓冲电路

本文主要介绍开关电源中的吸收缓冲电路。

电源的基本拓扑电路上一般没有吸收缓冲电路，实际电路上一般有吸收缓冲电路，吸收与缓冲是工程需要，不是拓扑需要。吸收与缓冲的作用如下：

防止器件损坏，吸收防止电压击穿，缓冲防止电流击穿；使功率器件远离危险工作区，从而提高可靠性；降低开关器件损耗，或者实现某种程度的软开关；降低di/dt和dv/dt，降低振铃，改善EMI品质。

也就是说，防止器件损坏只是吸收与缓冲的作用之一。

吸收是对电压尖峰而言。电压尖峰的成因如下：

电压尖峰是电感续流引起的；引起电压尖峰的电感可能是：变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等；引起电压尖峰的电流可能是：拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。

减少电压尖峰的主要措施有：

减少可能引起电压尖峰的电感，比如漏感、布线电感等；减少可能引起电压尖峰的电流，比如二极管反向恢复电流等；如果可能的话，将上述电感能量转移到别处；采取上述措施后电压尖峰仍然不能接受，最后才考虑吸收。吸收是不得已的技术措施。

缓冲是对冲击尖峰电流而言，电流尖峰的成因如下：

引起电流尖峰的第一种原因是二极管（包括体二极管）反向恢复电流。引起电流尖峰的第二种原因是对电容的充放电电流。这些电容可能是：电路分布电容、变压器绕组等效分布电容、设计不恰当的吸收电容、设计不恰当的谐振电容、器件的等效模型中的电容成分等等。

缓冲的基本方法：在冲击电流尖峰的路径上串入某种类型的电感，可以是以下类型：

缓冲的特性：

由于缓冲电感的串入会显著增加吸收的工作量，因此缓冲电路一般需要与吸收电路配合使用；缓冲电路延缓了导通电流冲击，可实现某种程度的软开通（ZIS）；变压器漏感也可以充当缓冲电感。

下面以buck电路为例，说明吸收和缓冲电路的工作流程：

当L-MOS打开时，PHASE点会出现电压尖峰。这种尖峰会对L-MOS造成威胁，导致L-MOS被烧坏或寿命大幅缩短。PHASE后的线路，由于有储能大电感的存在，瞬时变化的电流I不能通过电感。所以对瞬时（高频）电压电流而言，其路径只能是通过L-MOS。实际电路中多余的能量大部分是由L-MOS的内阻消耗的。由于等效电容很小，所以多余能量（电荷）能够在电容两端造成较大的电压。所以减小电压尖峰的方法是减小流入等效电容的电荷数量。

RC-snubber电路从两个方面去解决电压尖峰的问题：

对PHASE点电压等于输入电压时的电感电流分流，这样使得流入L-MOS等效电容的电流大大减小。而snubber电容的容值选取较大，吸收了多余的能量后产生的电压不会太大。这样使得PHASE点的电压尖峰减小。RC中的电阻起到阻尼作用，将谐振能量以热能消耗掉。

RC-snubber电路的好处有：

增强phase点的信号完整性。保护L-MOS提高系统可靠性。改善EMI。

RC-snubber电路的坏处：

PHASE点电压等于输入电压时需要更多的能量，所以在每次开关时都要消耗更多的能量，降低了电源转换效率。RC选取不好就会起反作用。

吸收与缓冲的作用如下：防止器件损坏，吸收防止电压击穿，缓冲防止电流击穿；使功率器件远离危险工作区，从而提高可靠性；降低开关器件损耗，或者实现某种程度的软开关；降低di/dt和dv/dt，降低振铃，改善EMI品质。也就是说，防止器件损坏只是吸收与缓冲的作用之一。

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开关电源吸收回路

在开关电源，尤其是斩波器电路和桥式开关电源中，经常在MOS管或者IGBT两端并联吸收回路或者缓冲电路，而在单端反激式电源里通常在变压器绕组上并联RCD吸收电路。电阻和二极管并联，二极管方向与开关管导通方向一致，所以正向尖峰可以直接由二极管通过，再由变压器将能量耦合到副边，这样不仅将开关管两端的峰值降下来了，而且能量也利用起来了。而反向尖峰将由电阻消耗掉。电阻和电容并联，电容将消耗掉尖峰的高频（指非常细小的尖峰的最顶端部分），而尖峰的有一定宽度和能量的部分都由电阻消耗掉。所以，电阻并联二极管，正向尖峰相当于被二极管短接，直接耦合，所以效果非常好，峰值非常低，而电阻只消耗反向的峰值，中间有间隙，相对来说发热也会小一些。但是通常是不会直接用电阻并联二极管直接去吸收的，因为那样电阻就相当于有一个小的旁路，而正向直接由二极管通过，没办法工作，所以还需要串联一个电容才能使用。所以你这个问题应该是要不要加二极管的问题。如果整个电路尖峰较小，可以不要二极管，如果尖峰较大就需要加二极管，二极管可以直接耦合掉半周的尖峰，所以效果非常的好。

开关电源mos漏极加电阻作用

在开关电源中，通常的设计会在MOS管的漏极或者IGBT的C如你所说的加电阻并二极管（应该还要串一电容）至电源的正极。此电路是缓冲电路，吸收电路尖峰，避免开关过程中产生的高压尖峰击穿开关管导致损坏。在不同的开关电源中的接法也略有不同，如单端反激式的就如你所说是从漏极接到电源正，而在全桥移相电路里上半桥本身就是接电源正极的，所以上半桥是电源正极加电阻反串二极管接到桥点即上管的源极，而下半桥是漏极加反向二极管串电阻接至电源的负极，同时还有电容连接。同时利用电容的能量来达到导通瞬间和判断瞬间能量的释放和吸收，减少对开关管的冲击。