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摘 要：首先闡述開(kāi)關(guān)電源漏極鉗位保護電路的設計要點(diǎn)及步驟，并給出一種典型鉗位保護電路的設計實(shí)例；然后對開(kāi)關(guān)電源散熱器的設計做深入分析，并從中得出了結論。 0 引言 開(kāi)關(guān)電源漏極鉗位保護電路的作用是當功率開(kāi)關(guān)管（MOSFET）關(guān)斷時(shí)，對由高頻變壓器漏感所形成的尖峰電壓進(jìn)行鉗位和吸收，以防止MOSFET因過(guò)電壓而損壞。散熱器的作用則是將單片開(kāi)關(guān)電源內部產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)掉，避免因散熱不良導致管芯溫度超過(guò)最高結溫，使開(kāi)關(guān)電源無(wú)法正常工作，甚至損壞芯片。 下面分別闡述漏極鉗位保護電路和散熱器的設計要點(diǎn)、設計方法及注意事項。 1 設計開(kāi)關(guān)電源漏極鉗位保護電路的要點(diǎn)及實(shí)例 在“輸入整流濾波器及鉗位保護電路的設計”一文中,介紹了反激式開(kāi)關(guān)電源漏極鉗位保護電路的工作原理。下面以最典型的一種漏極鉗位保護電路為例，詳細闡述其設計要點(diǎn)及設計實(shí)例。 1）設計實(shí)例 采用由瞬態(tài)電壓抑制器TVS（P6KE200，亦稱(chēng)鉗位二極管）、阻容吸收元件（鉗位電容C和鉗位電阻R 1）、阻尼電阻（R 2）和阻塞二極管（快恢復二極管FR106）構成的VDZ、R、C、VD型漏極鉗位保護電路，如圖1所示。選擇TOPswitch-HX系列TOP258P芯片，開(kāi)關(guān)頻率f=132kHz，u=85~265V，兩路輸出分別為UO1（+12V、2A）、UO2（+5V、2.2A）。P O=35W，漏極峰值電流I P=I LIMIT=1.65A.實(shí)測高頻變壓器的一次側漏感L 0=20μH。 
圖1 最典型的一種漏極鉗位保護電路 2）設計要點(diǎn)及步驟 �。�1）選擇鉗位二極管。 采用P6KE200型瞬態(tài)電壓抑制器（TVS），鉗位電壓UB=200V。 �。�2）確定鉗位電壓的最大值UQ（max）。 令一次側感應電壓（亦稱(chēng)二次側反射電壓）為UOR ，要求： 1.5U OR≤U Q（max）≤200V 實(shí)際可取U Q（max）=U B=200V. �。�3）計算最大允許漏極電壓U D（max） 為安全起見(jiàn)，U D （ max）至少應比漏-源極擊穿電壓7 00V留出5 0V的余量。這其中還考慮到P6KE200具有0.108%/℃的溫度系數，當環(huán)境溫度T A=25℃時(shí)，U B=200V;當T A=100℃時(shí)，UB=200V×［（1+0.108）%/℃］×100℃=221.6V，可升高21.6V。
URI=0.1U Q（max）=0.1U B=0.1×200V=20V �。�5）確定鉗位電壓的最小值U Q（min） UQ（min） =UQ（max） -URI=U B-0.1U B=90%U B=180V �。�6）計算鉗位電路的平均電壓。
當1.5W≤P O≤50W時(shí)，E Q=0.8E L0=0.8×27.2μJ=21.8μJ 注意：當P O>50W時(shí)，E Q=E L0=27.2μJ.當P O<1.5W時(shí)，不要求使用鉗位電路。 �。�9）計算鉗位電阻R1
�。�10）計算鉗位電容C
�。�11）選擇鉗位電容和鉗位電阻。 令由R 1、C確定的時(shí)間常數為τ：
τ=R 1C =9.47/f=9.47T （μs） 這表明R 1、C 的時(shí)間常數與開(kāi)關(guān)周期有關(guān)，在數值上它就等于開(kāi)關(guān)周期的9 。 4 7倍。當f=132kHz時(shí)，開(kāi)關(guān)周期T =7.5μs，τ=9.47×7.5μs=71.0μs. 實(shí)取鉗位電阻R 1=1 5 kΩ，鉗位電容C =4.7nF.此時(shí)τ=70.5μs. 當鉗位保護電路工作時(shí)，R 1上的功耗為：
令一次側直流高壓為U I（max）。鉗位電容的耐壓值U C>1.5U Q（max） +U I（max）=1.5×200V+265V×=674V.實(shí)際耐壓值取1kV. �。�12）選擇阻塞二極管VD 要求反向耐壓U BR≥1.5U Q（max） =300V 采用快恢復二極管FR106（1A/800V，正向峰值電流可達30A）。要求其正向峰值電流遠大于IP（這里為30A>1.65A）。 說(shuō)明：這里采用快恢復二極管而不使用超快恢復二極管，目的是配合阻尼電阻R 2，將部分漏感能量傳輸到二次側，以提高電源效率。 �。�13）計算阻尼電阻R 2. 有時(shí)為了提高開(kāi)關(guān)電源的效率，還在阻塞二極管上面串聯(lián)一只低阻值的阻尼電阻R 2.在R 2與漏極分布電容的共同作用下，可使漏感所產(chǎn)生尖峰電壓的起始部分保留下來(lái)并產(chǎn)生衰減振蕩，而不被RC電路吸收掉。通常將這種衰減振蕩的電壓稱(chēng)作振鈴電壓，由于振鈴電壓就疊加在感應電壓U OR上，因此可被高頻變壓器傳輸到二次側。 阻尼電阻應滿(mǎn)足以下條件：
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