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大功率直流稳压电源电路中BUCK变换器电压尖峰是怎么产生的?
编辑:扬州凯弘电源科技有限公司   发布时间:2018-07-05

BUCK变换器在一些大功率直流稳压电源电路设计中,是非常常见的设计元件之一,其本身具有高转化率、高适应性等优势,能够为工程师的产品设计研发带来极大帮助。然而,即便是BUCK变换器,也同样会受到电压尖峰问题的困扰。本文将会就BUCK变换器的电压尖峰问题产生原因,展开简单分析和总结。

BUCK变换器在大功率直流稳压电源产品的实际应用过程中,很容易因为杂散电感较大而引起电流变化率的增大,并进一步形成电压尖峰。电压尖峰的存在将会导致开关器件遭受较大的电压应力。在开关管开通瞬间,主开关管和处于反向恢复过程的续流二极管有瞬间的直通现象,产生很大的冲击电流,容易导致器件的电击穿及热损坏。

图1 BUCK变换器电路原理图

上图图1是一个应用了BUCK变换器的大功率直流稳压电源电路原理图,如图所示,在实际电路连线中,电路的输入回路至开关管V的集电极和发射极之间的导线上存在一定的杂散电感,等效于图1中的LS。在开关管V导通时,输入电流iI经过LS,产生一个感应电压ULS,极性为左正右负。V关断期间,电流将迅速减小至零,导致产生很大的di/dt,LS上产生很高的ULS,极性变为左负右正,加在V的集电极和发射极上,致使V管两端产生很高的电压尖峰,此时有公式:

由上文中所给出的这一计算公式可以看出,由于LS的存在,在输入电流一定的情况下,大功率直流稳压电源中的开关管V的关断速度越快,其输入电流越大,电压尖峰越大。显然LS限制了大功率直流稳压电源功率等级和开关频率的进一步提高。由此产生的电压尖峰对开关管V危害很大,它会使V的关断损耗增加,整机效率降低,甚至损坏开关管。
通过上文中的介绍我们可以看到,电压尖峰对BUCK变换器所造成的损害是非常大的,因此这也就需要工程师们采取一些对应措施尽可能的减少这一现象的发生。在下面的知识分享中,本文将会就几种常见的抑制BUCK变换器电压尖峰的方法展开总结,欢迎大家继续关注。 

 

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