MOSFET关断的突波问题

发表于 2018-7-10 10:04

【不懂就问】
在单端反激电路中常见的一部分电路
就是RCD组成的吸收电路，或者钳位电路，与变压器原边并联
其目的是吸收MOSFET在关断时，引起的突波，尖峰电压电流

到那时MOSFET是压控器件，为什么在关断时会引起尖峰电压电流？
怎么在三极管BJT的应用中看不到类似吸收电路

发表于 2018-7-10 10:05

谁说看不到的，吸收是工程需要，一般是等效RLC谐振电路的尖峰，和选不选MOS BJT毛关系

发表于 2018-7-10 11:01

122013137 发表于 2018-7-10 10:05
谁说看不到的，吸收是工程需要，一般是等效RLC谐振电路的尖峰，和选不选MOS BJT毛关系 ...

谢谢

发表于 2018-7-10 11:02

要吸收的尖峰电压跟用什么器件的关系主要就是器件关断的速度

但是都会有，先搞清楚了尖峰产生的原因

发表于 2018-7-10 11:23

关断速度快，电感电流不能突变，对分布电容充电，就产生尖峰电压。

发表于 2018-7-10 15:21

gx_huang 发表于 2018-7-10 11:23
关断速度快，电感电流不能突变，对分布电容充电，就产生尖峰电压。

关断速度快这个好理解，但是电感电流的电感是从何而来？和分布电容都寄生的？

发表于 2018-7-10 15:50

gx_huang 发表于 2018-7-10 15:40
啥意思？
你不是开关电源吗，变压器不是电感吗，LC振荡，如果最大电流固定，电容小，电压高。
所以为了抑 ...

谢谢了

发表于 2018-7-10 22:40

shaorc 发表于 2018-7-10 15:21
关断速度快这个好理解，但是电感电流的电感是从何而来？和分布电容都寄生的？ ...

一般需要吸收的RLC等效尖峰对应的L是寄生的等效电感，不是变压器的理想电感

发表于 2018-7-14 22:09

反激电源RCD，主要是由于变压器漏感等一些外界因素造成突变，其本身突变小，所以在一些BJT中没太大必要增加该电路，一是成本，2是根本不需要用这种电路，增加电阻释放即可

发表于 2018-7-15 16:33

本帖最后由 tianxj01 于 2018-7-15 16:35 编辑

一个电感，其电流无法突变，是产生关断尖峰的物理原理。那么这是个什么样的电感呢？
如果你用的变压器是理想变压器，那么恭喜你，你完全可以不需要传统的RC或者RCD吸收。
可惜没有理想变压器，那么实际变压器的什么造成了关断时候的尖峰呢？很简单，最主要的原因只是漏感，理论上如果其他参数不管，只需要变压器漏感无穷小，那么关断尖峰也会消失。
所谓漏感，就是变压器原副边之间无法完全耦合的部分，这部分的存在，导致变压器原边电流突变时候，等效漏感部分的突变电流是不遵从耦合到副边的原则，它就是一个串联在原边回路的没有副边的电感。我们看见的尖峰，就是这个电感电流无法突变，从而在原边的分布电容、驱动管输出电容进行能量交换的过程。
上面的说法，同时可以分析出，该反峰幅度和电流变化的速率成反比。越慢，越小。
上面的原理是基本工程原理，和输出采用什么管子无任何关系。

发表于 2018-7-16 08:20

tianxj01 发表于 2018-7-15 16:33
一个电感，其电流无法突变，是产生关断尖峰的物理原理。那么这是个什么样的电感呢？
如果你用的变压器是理 ...

今日听君歌一曲，如听仙乐耳暂明
谢谢，说的是醍醐灌顶

明白了关键点是原边的漏感电流不能突变，与MOS管的电容互相作用
谢谢

发表于 2018-7-16 09:41

lin5674675 发表于 2018-7-14 22:09
反激电源RCD，主要是由于变压器漏感等一些外界因素造成突变，其本身突变小，所以在一些BJT中没太大必要增加 ...

来一个追问
由于也见过用全桥输出的拓扑中，功率开关管也没有用RCD电路（PCB板上留有RCDS，只是没有用到）
那么我想知道，是不是用RCD电路的条件？是不是要看输出的功率？

发表于 2018-7-16 10:13

shaorc 发表于 2018-7-16 09:41
来一个追问
由于也见过用全桥输出的拓扑中，功率开关管也没有用RCD电路（PCB板上留有RCDS，只是没有用到 ...

全桥拓扑，全部具有磁能自复位功能。全桥对角线导通完成，转截止，电感激励电流会自动从对面2个对角线管子续流。同时，激磁电感对供电母线反馈电能。理论上方波峰峰就自动限制到VCC-GND范围。
你可以对照全桥拓扑分析一下，马上就明白了。这里面，激磁电流和后面续流电流，构成我们常说的环流，虽然能够无功返回到电源，但是过程是有损耗的，因此合理控制环流大小，是设计参数时候必须关心的。

发表于 2018-7-16 10:35

tianxj01 发表于 2018-7-16 10:13
全桥拓扑，全部具有磁能自复位功能。全桥对角线导通完成，转截止，电感激励电流会自动从对面2个对角线管 ...

纯干货，棒！

@tianxj01 · 发表于 2018-7-16 11:09

shaorc 发表于 2018-7-16 10:35
纯干货，棒！

甚至，咱们可以举一反三，把对角线2个MOS管，换成2个向上的二极管，只是等效原来mos管内部寄生二极管，其他不变，这就变成了另外一个桥臂没有驱动的全桥变换器，这直接就是我们常说的双管正激线路。
同时根据续流理论，马上我们可以得到，双管正激线路最大驱动脉宽不能大于>50%。这个不需要高深的工程理论来支撑，只需要想到，如果正向驱动脉宽超过50%，意味着激磁正向时间超过50%，而反向续流时间少于50%，这就意味着，同样输出电压（正向是+VCC，续流是-VCC），续流过程短于激磁过程，意味着续流过程电流无法归零。而没有归零的续流过程，到下个周期正向开启时候，该电流就开始叠加到正向激磁电流上，想象一下，N个周期过去后，该电感激磁电流会------->∞。然后就没有然后了，\(^o^)/~。。。

发表于 2018-7-18 08:09

tianxj01 发表于 2018-7-15 16:33
一个电感，其电流无法突变，是产生关断尖峰的物理原理。那么这是个什么样的电感呢？
如果你用的变压器是理 ...

老哥上午好
再次看了一下你的回答，有个追问

你说的“我们看见的尖峰，就是这个电感电流（变压器漏感）无法突变，从而在原边的分布电容、驱动管输出电容进行能量交换的过程。”

既然电感电流无法突变，但是电容的电压也无法突变，两个都无法突变的量进行能量交换？这个尖峰本质是电压还是电流？怎么来的，这一下又想不明白了

发表于 2018-7-18 08:51

shaorc 发表于 2018-7-18 08:09
老哥上午好
再次看了一下你的回答，有个追问

你被突变2个字给绕糊涂了，突变是不可以，但是不是不能变化啊，而是遵从一个dv/dt原则，这里电容越大，电压变化率就越小，而电感越大，电流变化率就越小。
正因为如此，我们看到的是一个有一定时间的毛刺，而不是真的时间无限短的毛刺，就是因为，突变电流，转由电容充电电流代替，导致电容电压按照电流瞬时值和电容大小规则变化。这也是过去RC吸收的基本原理，并联上一个C，可以大大降低电压上升速度，而漏感能量是一定的，速度慢就意味着漏感从切换电流下降到0的时间是有明确值的，该时间过去，电容上如果才充电上去某个值，也就是说把尖峰限制在某个值上面了。

发表于 2018-7-18 10:13

tianxj01 发表于 2018-7-18 08:51
你被突变2个字给绕糊涂了，突变是不可以，但是不是不能变化啊，而是遵从一个dv/dt原则，这里电容越大，电 ...

这也是过去RC吸收的基本原理，并联上一个C，可以大大降低电压上升速度

如果R和C并联，根据 i = C·du/dt，应该是大大降低电流上升速度？

发表于 2018-7-18 10:32

本帖最后由 tianxj01 于 2018-7-18 10:37 编辑

shaorc 发表于 2018-7-18 10:13
这也是过去RC吸收的基本原理，并联上一个C，可以大大降低电压上升速度

如果R和C并联，根据 i = C·du/dt ...

公式变形了，电容公式是 I/C=dv/dt,
这样也许更容易帮助你理解：当I是定值，C越大，电压上升速率越低，而不是说加个电容降低电流上升速度。也可以理解为当C是定值，那么I越大，速率越高。
电感公式是 U/L=di/dt，到这里，公式的解析你自己来完成吧。

发表于 2018-7-18 13:22

tianxj01 发表于 2018-7-18 10:32
公式变形了，电容公式是 I/C=dv/dt,
这样也许更容易帮助你理解：当I是定值，C越大，电压上升速率越低， ...

谢谢，我思路经常就走进胡同了，不拐弯，呵

[电路/定理] MOSFET关断的突波问题

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