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三種開關(guān)電源緩沖電路
1.什么是開關(guān)電源緩沖電路？
緩沖電路也稱為吸收電路，它是電力電子設備的重要保護電路。它由電感器，電容器，電阻器，電源開關(guān)等組成，可以保護電路的正常運行。緩沖電路有多種形式，可以根據(jù)不同的分類標準分為多種類別，以適應不同類型的開關(guān)電源。
根據(jù)緩沖電路的作用時刻，可將其分為關(guān)斷緩沖電路和導通緩沖電路。關(guān)斷緩沖電路可以吸收關(guān)斷過電壓或換向過電壓，以減少關(guān)斷功率損耗，而開通緩沖電路用于在接通開關(guān)電源時抑制電流。如果兩個緩沖電路組合在一起，它將形成復合緩沖電路。
無源和有源緩沖電路根據(jù)組件類型分類。有源緩沖電路包含更多組件，其結(jié)構(gòu)相對復雜。無源緩沖器電路沒有控制和驅(qū)動電路，并且具有更簡單的結(jié)構(gòu)并且被廣泛使用。
從緩沖電路是否產(chǎn)生損耗的角度來看，可以將其分為有損電路和無損電路。緩沖電路的分類很多，需要確定其實際用途。
1.1開關(guān)電源緩沖電路的必要性和功能
為了避免這種情況，我們可以從兩個方面入手。一種方法是減小開關(guān)轉(zhuǎn)換器中的寄生電容。另一種方法是在電路中添加緩沖電路，以減慢電流或電壓，以減少由開關(guān)電源過熱引起的損壞。與前一種方法相比，增加緩沖電路更加經(jīng)濟可行。通過改善功率半導體器件的開關(guān)軌跡來實現(xiàn)緩沖電路的功能。它可以抑制開關(guān)電源的過電壓和過電流，減少開關(guān)電源的損耗，并確保開關(guān)電源的安全可靠運行。
1.2設計開關(guān)電源緩沖電路的基本思想
開關(guān)電源緩沖電路的設計形式很多，但其基本思想是設法使開關(guān)電源的陽極電流在導通時緩慢上升，而在斷開時陽極電壓緩慢上升，從而減少了開關(guān)期間的功率損耗。因此，避免了在晶閘管的導通和阻斷過程中，可切換晶閘管同時受到過電流和過電壓的影響，從而導致器件過熱并最終損壞。
緩沖電路通過利用電感器電流不會突然變化的特性，可以抑制電流的增加速率，從而達到在設備導通時緩慢增大開關(guān)電源的陽極電流的目的。電容器電壓不能突然改變的特性用于控制器件電壓的上升速率，從而達到在器件關(guān)閉時緩慢升高陽極電壓的目的。
2.開關(guān)電源緩沖電路的類型
2.1 RCD緩沖電路
RCD緩沖電路由電阻器（Rs），電容器（Cs）和二極管（VDs）組成。電阻（Rs）和二極管（VDs）可以串聯(lián)或并聯(lián)連接。它的主要功能是抑制設備關(guān)閉時產(chǎn)生的過電壓，并限制du / dt以減少設備的關(guān)閉損耗。
當RCD緩沖電路關(guān)閉開關(guān)電源時，負載電流在流經(jīng)電阻（Rs）和電容器（Cs）時將分流，從而減小了電路中的電流。另外，存儲在寄生電感中的能量可以由開關(guān)電源中的寄生電容充電，從而開關(guān)電壓緩慢上升。當寄生電感兩端的電壓和寄生電容兩端的電壓相同時，吸收二極管VDs將導通，因此開關(guān)電壓保持在大約1伏。
同時，寄生電感還可以給電容器充電，因此當開關(guān)導通時，它可以吸收電容器給電阻Rs充電。電阻器Rs在抑制放電電流中起作用。一段時間后，電容器兩端的電壓接近于零，準備切斷電源。RCD緩沖電路可以降低開關(guān)電源中的電壓應力，從而達到保護電路的目的。它是結(jié)構(gòu)最簡單，成本最低的緩沖電路，因此得到了廣泛的應用。但是，該緩沖電路的鉗位電壓將隨著電路負載的變化而變化。如果不合理地確定了緩沖器的參數(shù)，則緩沖器電路將無法達到期望的效果，并且開關(guān)電源將被破壞。
2.2 LCD緩沖電路
LCD緩沖電路由電感器Lr，電容器Cs，Cr和二極管VD1，VD2，VD3組成。由于LCD緩沖電路不使用有源器件，并且不包含耗能組件，因此它幾乎不產(chǎn)生任何損耗，因此也稱為無源無損緩沖電路。
LCD緩沖電路的功能是降低主開關(guān)管的電流和電壓的上升率，從零開始，使開關(guān)管在準零電流傳導和準零電壓關(guān)閉狀態(tài)下工作，并降低開關(guān)期間的損耗。LCD緩沖電路有許多常用的方法。一種是將電感器與開關(guān)管串聯(lián)，使開關(guān)電源接通時，環(huán)路中的電流只能從零開始增加，從而達到保護電路，減少損耗的目的。電容器也可以與開關(guān)管并聯(lián)連接，這樣，在切換電源時，開關(guān)管兩端的電壓只能從零開始緩慢升高，因此電路關(guān)閉時不會立即產(chǎn)生過電壓，從而達到緩沖的效果。LCD緩沖電路的結(jié)構(gòu)與RCD緩沖電路一樣簡單，但是比RCD緩沖電路具有更多的優(yōu)勢。它的緩沖效率很高，對電路的電磁干擾小，成本低，性能好，可靠性高。
2.3能量再生緩沖電路
能量吸收緩沖電路的吸收能量可以直接或間接反饋到直流電源和負載，而無需任何可控的開關(guān)設備和相關(guān)的控制電路。具有控制和改善開關(guān)裝置的工作軌跡，使其位于正向和反向安全工作區(qū)的功能，減少功率裝置的開關(guān)損耗和電磁噪聲，并改善開關(guān)裝置的過電流和過電壓能力。設備。當開關(guān)電源接通時，寄生電容（Cs）可以通過二極管，傳輸電容（Co）和開關(guān)吸收電感諧振電路放電。Cs上的部分能量可以通過二極管，變壓器等反饋到開關(guān)電源，從而降低峰值諧振電流，并起到保護電路的作用。當斷開開關(guān)電源時，電感器Ls中的大部分能量可以轉(zhuǎn)移到電容器，而只有一小部分被反饋到電源。因此在開關(guān)管上不會出現(xiàn)大的浪涌電壓，并且有效地將其鉗位以減小開關(guān)管的應力。盡管能量再生緩沖電路的結(jié)構(gòu)較為復雜，但與其他緩沖電路相比，它可以確保大功率設備的穩(wěn)定和高效運行。因此在開關(guān)管上不會出現(xiàn)大的浪涌電壓，并且有效地將其鉗位以減小開關(guān)管的應力。盡管能量再生緩沖電路的結(jié)構(gòu)較為復雜，但與其他緩沖電路相比，它可以確保大功率設備的穩(wěn)定和高效運行。因此在開關(guān)管上不會出現(xiàn)大的浪涌電壓，并且有效地將其鉗位以減小開關(guān)管的應力。盡管能量再生緩沖電路的結(jié)構(gòu)較為復雜，但與其他緩沖電路相比，它可以確保大功率設備的穩(wěn)定和高效運行。