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RCD吸收 功率损耗计算

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seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-17 17:10:23
10问答币
看过很多资料,都是认为RCD吸收计算电阻的公式Pr=1/2*Ll*Ipk*Ipk*f*Vclamp/(Vclamp-Vro)。Vclamp为设定的最大嵌位电压,Vro为副边反射电压,LI为漏感。  按照断续模式来考虑的话,假设电源输出功率Pout为100W,变压器漏感系数为5%的话,按照上述公式,RCD部分的电阻R的功耗为100W*5%=5W,那么这个RCD吸收的电阻封装将很大。但是实际测试发现,量测RCD电阻两端的电压波形,根据电压波形数据按照U^2/R来计算的话,这个电阻的损耗远远没有按照上述公式计算的那么大,那么有几个问题:
1、实际漏感损耗是否应该按照上述公式计算?如果是,那么漏感损耗都消耗在哪儿了呢?
2、为什么实际测试RCD电阻两端电压波形计算R的功耗都很小,那么这个是否反映的是真实的漏感损耗呢?
3、真实的漏感损耗到底怎么评估?按照漏感/励磁电感的系数*输出功率评估是否有问题?总感觉这个计算损耗结果太大了
4、RCD在设之初计时候,R的功率该怎么评估?

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反激的RCD钳位,很好计算: 钳位电压就是:电容上的电压=反射电压+尖峰电压:Vc=Vr+Vp 其中尖峰电压可以估算: Vp=20*漏感百分比%*(最高输入电压+反射电压) 由此核定MOS耐压:MOS耐压不小于 钳位(电容上的)电压+最高输入电压:Vds ≥ Vin_max+Vc 钳位(电阻上的)功率 = 漏感功率(漏感百分比*总功率) - 钳位二极管功率(漏感功率的90%~40%----视反向恢复的长短)+ 假负载功率 P[sub]钳位[/sub] = P[sub]漏感[/sub] - P[sub]二极 ...
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-17 17:12:37
 
目前的问题是按照公式计算漏感损耗和实际测试RCD电阻两端的功耗差别较大,求各位大神解疑答惑
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-17 17:30:50
 
这个问题比较困扰,不知到底是哪儿不对?
nc965
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版主
  • 2023-2-17 20:26:50
 
反激的RCD钳位,很好计算:
钳位电压就是:电容上的电压=反射电压+尖峰电压:Vc=Vr+Vp
其中尖峰电压可以估算: Vp=20*漏感百分比%*(最高输入电压+反射电压)
由此核定MOS耐压:MOS耐压不小于 钳位(电容上的)电压+最高输入电压:Vds ≥ Vin_max+Vc
钳位(电阻上的)功率 = 漏感功率(漏感百分比*总功率) - 钳位二极管功率(漏感功率的90%~40%----视反向恢复的长短)+ 假负载功率
P钳位 = P漏感 - P二极管 + P假负载
欧姆定理,钳位电阻 R = V/I = Vc2/P钳位
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-18 08:33:36
 
感谢版主,还有两个疑问:1、这个假负载功率指的是哪儿?输出的假负载嘛?     2、那么如果选用反向恢复时间超级快的二极管(理论假设无反向恢复时间),那么理论上是否漏感损耗都要被RCD的R给消耗掉呢?
nc965
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版主
  • 2023-2-19 17:06:46
 
1、(由于电路完全相同,都是绕组同名端经D整流C//R滤波输出结构)这个假负载与位于输出的假负载等效,除了原来设置假负载的目的都能达成以外,还有可以进一步降低尖峰电压的好处。
2、原理是这样,但目前还没有对应的器件(SMA的碳化硅二极管)
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-20 20:23:41
  • 倒数9
 
感谢版主,按照这样来说大部分损耗应该都被RCD的D给消耗了,那么这个D二极管封装一般都要取大点(按照5W漏感损耗,50%部分消耗在这个二极管上来计算,这个二极管耗散功率为2.5W,感觉也很难找到这种二极管啊)。我目前看到的RCD这块的二极管好像最大也就SMA封装,请问漏感是否还有很大一部分损耗在原边主开关管或者磁芯上了呢?
nc965
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版主
  • 2023-2-20 21:35:38
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一般产品漏感在1%左右(甚至更低)才正常,你估计的5W远远偏离正常值,用它推理出的任何结论都是离谱的。
二极管只是提供一个反向恢复电流通道,这个电流回路上的所有元件都会因此发热(损耗功率),不仅仅是钳位二极管。
一般趋向尽量使用反向恢复特性较好的二极管,目的是尽量降低(这个脉冲电流回路的)噪音(而不是损耗)。
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-21 08:05:21
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了解了,感谢版主
huangxvyao
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-20 10:25:48
 
你这个5W功率,直接按照100W*5%,从这个公式得来的?有这么简单?这个公式就是正确的。从公式中,可以看出这个损耗的功率和你漏感,开关频率,峰值电流,反射电压都有关系;你R取大点,这个Pr就会小点。假如你漏感接近于0,那你R可以无穷大,都不需要RCD电路。也不是说一定要全部吸收掉,最大输入电压下,mos耐压和肖特基耐压有余量就行。像100W电源,这个R有1W的功率就够了。
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-20 20:18:18
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我是按照工作在断续模式来计算的,断续模式下1/2*Ipk²*Fsw*Lm=Pout,Lm为励磁电感,假如漏感系数为5%,那么漏感损耗不就是100*0.05=5W嘛。这个损耗一般都是说的全部损耗在RCD部分,如果这样算,感觉这个损耗RCD扛不住,会发热巨大。想问下这个漏感损耗主要都去哪了呢?
huangxvyao
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-21 09:04:43
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这个漏感产生的功率,不是全部在RCD吸收掉,会让变压器发热(漏感和分布电容LC震荡发热),MOS管发热(震荡Vds升高)。RCD一般只是吸收细细的尖峰,设计中,有余量即可。先控制漏感,一般功率大点的变压器,漏感也没那么大。
seawalker
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LV8
副总工程师
  • 2023-2-21 16:23:17
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了解了,感谢
chenlei123
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本网技师
  • 2023-3-31 19:07:18
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RCD吸收回路最主要的作用是吸收漏感尖峰的哦。
lknwpu
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  • 2023-4-6 08:58:30
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感谢分享
lknwpu
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  • 2023-4-6 09:05:16
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直接用实验测试的电压尖峰去推算会好一些吧
modi123
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本网技师
最新回复
  • 2023-5-28 22:17:07
  • 倒数1
 
1、泄放电阻推荐电压波形数据按照U^2/R;漏感的损耗大部分是通过二极管D反向恢复时间内,反向回流,正激到了副边,部分消化在钳位二极管D。
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