非放電型RCD緩沖電路如何設(shè)計(jì)？看大佬怎么做的！

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)非放電型RCD緩沖電路的設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)緩沖電路設(shè)計(jì)的了解，和小編一起來(lái)看看吧。

一、緩沖電路

緩沖電路（Snubber Circuit）又稱吸收電路，它是電力電子器件的一種重要的保護(hù)電路，不僅用于半控型器件的保護(hù)，而且在全控型器件（如GTR、GTO、功率MOSFET和IGBT等）的應(yīng)用技術(shù)中，起著更重要的作用。

緩沖電路的功能有抑制和吸收兩個(gè)方面，因此下圖（a）是這種電路的基本結(jié)構(gòu)，串聯(lián)的LS用于抑制di/dt的過(guò)量，并聯(lián)的CS用于吸收器件上的過(guò)電壓，即器件在關(guān)斷時(shí)CS通過(guò)快速二極管DS充電，吸收器件上出現(xiàn)的過(guò)電壓能量，由于電容電壓不會(huì)躍變，限制了重加dv/dt。當(dāng)器件開通時(shí)CS上的能量經(jīng)RS泄放。對(duì)于工作頻率較高、容量較小的裝置，為了減小損耗，下圖（a）中的RLCD電路，可以簡(jiǎn)化為下圖（b）的形式。裝置由RCD網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的緩沖電路普遍用于GTR、GTO、功率MOSFET及IGBT等電力電子器件的保護(hù)。

二、非放電型RCD緩沖電路的設(shè)計(jì)

與放電型RCD緩沖電路不同，非放電型RCD緩沖電路的RSNB消耗的功率僅為浪涌能量，因此RSNB的容許損耗可以較小。這可以擴(kuò)大RSNB的選擇范圍，使得能夠增加CSNB的電容量，因而可以提高鉗位的效果。

CSNB由“C緩沖電路的設(shè)計(jì)”中的公式(2)決定，RSNB由“RC緩沖電路的設(shè)計(jì)”中的公式(3)決定。但是，RSNB的功耗由下面給出的公式(6)決定。由于“RC緩沖電路的設(shè)計(jì)”的公式(4)中不存在包含CSNB和fSW的二項(xiàng)式，所以基本上不會(huì)有因CSNB和fSW導(dǎo)致的功耗增加情況。因此，可以將CSNB的電容值設(shè)置得大一些，從而可以實(shí)現(xiàn)鉗位效果更好的緩沖電路；另外，還支持提高fSW的頻率。

圖1是非放電型RCD緩沖電路工作后的放電路徑。上橋臂的浪涌電流流向PGND，下橋臂的放電電流經(jīng)由RSNB流向HVdc，因此受布線電感的影響較小。另一方面，由于電流變化很大，因此在MOSFET漏極和源極之間的布線電感LSNB需要盡可能小。

圖1. 非放電型RCD緩沖電路的放電

圖2是通過(guò)評(píng)估板P02SCT3040KR-EVK-001驗(yàn)證使用了SiC MOSFETSCT3080KR的非放電型RCD緩沖電路效果的波形。(a)是測(cè)試電路，(b)是有和沒(méi)有緩沖電路時(shí)的測(cè)試波形。該波形是RG_EXT＝3.3Ω、HVdc＝800V、漏極電流ID約為70A時(shí)的關(guān)斷波形。

當(dāng)不連接緩沖電路時(shí)，關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生1210V的浪涌；當(dāng)增加了緩沖電路后，浪涌變?yōu)?069V，降低了約12%。另外，緩沖電路還消除了伴隨浪涌產(chǎn)生的電壓振鈴，因此可以大大降低EMI。

圖2. 關(guān)斷浪涌測(cè)量(有/無(wú)緩沖電路)

圖3是在降壓型轉(zhuǎn)換器（Buck Converter）中的轉(zhuǎn)換效率比較圖。這是輸入電壓＝400V、輸出電壓＝200V、RG_EXT＝6.8Ω、開關(guān)頻率fSW＝100kHz時(shí)的效率。

圖3. Buck 電路的效率

當(dāng)使負(fù)載功率從1kW變化至4.8kW時(shí)，在約4kW以下，沒(méi)有緩沖電路時(shí)的效率比有緩沖電路時(shí)最大高0.4%；在4kW以上，有緩沖電路時(shí)的效率比沒(méi)有緩沖電路時(shí)高0.15%。這是因?yàn)椋S著負(fù)載功率的增大，浪涌引起的功率損耗（諧振電流引起的電容器等的等效串聯(lián)電阻的損耗）也會(huì)增加，利用緩沖電路來(lái)抑制浪涌，最終會(huì)使開關(guān)損耗降低。

最后，小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來(lái)說(shuō)都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。