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一种有效的反激钳½电路设计方法
[日期：2006-6-27]
来源：电源技术应用 ½者：姜德来， 张晓峰， 吕征宇
[字½：大
中 小]
0
引言
单端反激式开关电源具有结构简单、输入输出电气隔离、电压升／降范围½、易
于多路输出、可靠性高、造价½等优点，广泛应用于小功率场合。然而，由于漏感½
响，反激变换器功率开关管关断时将引起电压尖峰，必须用钳½电路加以抑制。由于
RCD
钳½电路比有源钳½电路更简洁且易实现，
因而在小功率变换场合
RCD
钳½更
有实用价值。
1
漏感抑制
变压器的漏感是不可消除的，½可以通过合理的电路设计和绕制½之减小。设计
和绕制是否合理，对漏感的½响是很明显的。采用合理的方法，可将漏感控制在初级
电感的
2％左右。
设计时应综合变压器磁芯的选择和初级匝数的确定，½量½初级绕组可紧密绕满
磁芯骨架一层或多层。绕制时绕线要½量分布得紧凑、均匀，这样线圈和磁路空间上
更接近垂直关系，耦合效果更½。初级和次级绕线也要½量靠得紧密。
2 RCD
钳½电路参数设计
2.1
变压器等效模型
图
1
为实际变压器的等效电路，励磁电感同理想变压器并联，漏感同励磁电感串
联。励磁电感½量可通过理想变压器耦合到副边，而漏感因为不耦合，½量不½传递
到副边，
如果不采取措½，
漏感将通过寄生电容释放½量，
引起电路电压过冲和振荡，
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½响电路工½性½，还会引起
EMI
问题，严重时会烧毁器件，为抑制其½响，可在
变压器初级并联无源
RCD
钳½电路，其拓扑如图
2
所示。
2.2
钳½电路工½原理
引入
RCD
钳½电路，目的是消耗漏感½量，½不½消耗主励磁电感½量，否则会
降½电路效率。要做到这点必须对
RC
参数进行优化设计，下面分析其工½原理：
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½
S1
关断时，漏感
Lk
释½，D 导通，C 上电压瞬间充上去，然后
D
截止，C 通
过
R
放电。
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就是反射电压
实验表明，C 越大，这儿就
越平滑
均是将反射电压吸收了部分
R
实验表明
R
或
C
值越小就会这样， 太小，
放电就快，
C
太小很快充满，小到一定程度就会这样回到零。
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1)若 C
值较大，C 上电压缓慢上升，副边反激过冲小，变压器½量不½迅速传递到副边，
见图
3(a)；此句有道理，因为初级电流下降时次级电流开始上升。
2)若 C
值特别大，电压峰值小于副边反射电压，则钳½电容上电压将一直保持在副边反
射电压附近，即钳½电阻变为死负½½，一直在消耗磁芯½量，见图
3(b)；
实验表明
R
或
C
值
越小就会这样，½不一定会到零，R 太小，放电就快，C 太小很快充满，小到一定程度就会这样回到零。
3)若 RC
值太小，C 上电压很快会降到副边反射电压，故在
St
开通前，钳½电阻只
将成为反激变换器的死负½½，消耗变压器的½量，降½效率，见图
3(c)：
4)如果 RC
值取得比较合适，½到
S1
开通时，C 上电压放到接近副边反射电压，
到下次导通时，C 上½量恰½可以释放完，见图
3(d)，这种情况钳½效果较½，½电
容峰值电压大，器件应力高。
第
2)和第 3)种方式是不允许的，而第 1)种方式电压变化缓慢，½量不½被迅速传
递，第
4)种方式电压峰值大，器件应力大。可折衷处理，在第 4)种方式基础上增大
电容，降½电压峰值，同时调节
R，，½到 S1
开通时，C 上电压放到接近副边反射
电压，之后
RC
继续放电至
S1
下次开通，如图
3(e)所示。本人认为此分析清楚地说
明
RC
放电时间常数要大于开关周期，至少要大于截止时间，也就是
RC
振荡频率小
于开关频率。
2.3
参数设计
S1
关断时，Lk 释½给
C
充电，R 阻值较大，可近似认为
Lk
与
C
发生串联谐振，
谐振周期为
TLC=2π、LkC，经过 1／4
谐振周期，电感电流反向，D 截止，这段时
间很短。由于
D
存在反向恢复，电路还会有一个衰减振荡过程，而且是½损的，时
间极为短暂，因此叮以½略其½响。总之，C
充电时间是很短的，相对于整个开关周
期，可以不考虑。本人认为这讲的极有道理，开关管截止时间里充电过后就要放电，
所以在实际实验中如果
R
太小还没到开关管导通
C
的电已放完了，故出现了一个平
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