尖峰吸收電路,RC吸收電路,RCD吸收電路-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2026-03-19
尖峰吸收電路是用于抑制開關電路中因寄生參數產生的瞬態過電壓(電壓尖峰)的保護電路。電壓尖峰主要源于開關器件(如MOSFET、IGBT)快速關斷時,電路中寄生電感(如變壓器漏感、布線電感)電流突變產生的反向電動勢,該高壓疊加在電源電壓上,極易超過器件耐壓導致擊穿。吸收電路的核心任務是為這部分瞬態能量提供一條低阻抗路徑,將其吸收、鉗位或消耗,從而將尖峰電壓限制在安全范圍內。
常見的尖峰吸收電路
RC吸收電路(RC Snubber)
結構:由電阻(R)與電容(C)串聯組成,并聯在開關器件或噪聲源兩端。
原理:開關關斷時,電容(C)為電壓尖峰提供低阻抗充電路徑,儲存能量以限制電壓上升速度(dv/dt);串聯電阻(R)則限制充電電流峰值,并在開關導通期間消耗電容儲存的能量,抑制可能的LC諧振振蕩。
特點:結構簡單、成本低、應用廣泛,但能量最終在電阻上以熱能形式消耗,會降低系統效率,屬于“雙向吸收”(對電壓上升和下降沿均有作用)。
RCD吸收/鉗位電路
結構:由電阻(R)、電容(C)和二極管(D)組成,二極管方向為尖峰能量提供單向通路。
原理:開關關斷產生尖峰時,當電壓超過電容電壓(加二極管壓降),二極管(D)迅速導通,引導能量對電容(C)充電,從而將開關管電壓鉗位;開關導通期間,電容通過電阻(R)放電釋放能量。
特點:由于二極管提供了低阻抗充電路徑,鉗位效果通常優于RC電路,且可采用較大電阻,能量損耗相對較小。在反激式開關電源中應用極為廣泛。
上圖所示是一個RC吸收網絡的電路,它是電阻Rs與電容Cs串聯的一種電路, 同時與開關并聯連接的結構。若開關斷開, 蓄積在寄生電感中的能量對開關的寄生電容充電的同時, 也會通過吸收電阻對吸收電容充電。這樣, 由于吸收電阻的作用, 其阻抗將變大, 那么, 吸收電容也就等效地增加了開關的并聯電容的容量, 從而抑制開關斷開的電壓浪涌。而在開關接通時, 吸收電容又通過開關放電, 此時, 其放電電流將被吸收電阻所限制。
RCD吸收電路如圖所示, 由電阻Rs、電容Cs和二極管VDs構成, 其中電阻Rs也可以與二極管VDs并聯連接。若開關斷開, 蓄積在寄生電感中的能量將通過開關的寄生電容充電, 開關電壓上升。其電壓上升到吸收電容的電壓時, 吸收二極管導通, 從而使開關電壓被吸收二極管所鉗位(約為1 V左右), 同時寄生電感中蓄積的能量也對吸收電容充電。開關接通期間,吸收電容則通過電阻放電。
采用RC和RCD吸收電路也可以對變壓器消磁, 而不必另設變壓器繞組與二極管組成的去磁電路。變壓器的勵磁能量都會在吸收電阻中消耗掉。RC與RCD吸收電路不僅可以消耗變壓器漏感中蓄積的能量, 而且也能消耗變壓器勵磁能量,因此, 這種方式同時降低了變換器的變換效率。
由于RCD吸收電路是通過二極管對開關電壓鉗位, 效果要比RC好, 同時, 它也可以采用較大電阻, 但能量損耗也比RC小。
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