【导读】反激电源是最常用的拓扑之一。其变压器漏感常会引起原边振铃，并导致会损坏 MOSFET 的电压尖峰。因此，通过变压器和MOSFET 组件的合理设计来控制振铃非常重要。针对如何降低漏感，MPS 引入了一种 RCD 钳位电路设计策略，下面我们将对此进行详细地描述。
RCD 钳位电路设计
在反激电路中，一旦 MOSFET 管关断，变压器就会将原边的能量传输到副边，但漏感能量却无法被转移，这会导致电路中的杂散电容产生振铃。漏感是产生振铃的根本原因，它占总电感量的 1% 至 5%，但却无法完全消除。不过，我们可以通过特殊的绕线方法来降低漏感。
图 1 显示的三明治绕线法（夹心绕线法）是降低漏感的一种传统方法。与制作三明治的过程类似，原边绕组（NP）被一分为二，然后将副边绕组（NS）依次缠绕在一半的NP、辅助绕组和剩下的一半NP上。
图 1：降低漏感的夹心绕线法
图2显示了MOSFET关断后的逆变电路，此时MOSFET两端的电压由三部分组成：最大输入电压（VINMAX）、副边折射电压（VOR = n x VO）和振铃产生的峰值电压（VSPIKE）。 在输入输出电压、匝数比（n）和MOSFET选定的情况下，应尽可能抑制VSPIKE，以确保MOSFET工作在应力范围之内。工程师通常会选择 RCD 钳位电路来抑制振铃，因为它设计简单、成本低廉并且能够有效抑制电压尖峰。
图 2：抑制峰值电压以确保 MOS 工作在应力范围之内
正确选择 RCD 钳位电路至关重要，因为不理想的电阻和电容值会增加 MOSFET 的应力或电路功耗。 图 3 显示出，当 MOSFET 导通时，能量存储在励磁电感 (LM) 和漏电感 (LS) 中；当 MOSFET 关断时，LM 中的能量被转移到副边，但漏感能量不会转移。漏感会被释放以导通D1，并为 C1充电。一旦充电电压达到 VCLAMP，则D1 关断，C1 通过R1放电。
图 3：MOSFET 导通/关断时的能量传输
选择R1 时，需要考虑电阻功率 1/3的降额。根据能量守恒原理，R1 可由公式（1）计算得出：
钳位电容 (C1) 应足够大，以便在吸收漏感能量的同时实现低脉动电压。脉动电压通常取钳位电压的 5% 至10% 。要确定 C1的最小值，需要考虑其寄生 R 和 L 较小。最小C1可以通过公式 (2) 来计算：
MPS解决方案
MPS 提供了优秀的电源解决方案以优化原边调节 (PSR)。MPX2002 是一款一体化反激控制器，它具有集成的原边驱动电路、副边控制器、同步整流驱动器以及安全合规反馈。其同步整流器 (SR)可以匹配原边 MOSFET 驱动信号，从而实现连续导通模式 (CCM) 下的安全运行。MPX2002 无需辅助绕组来驱动下管 SR MOSFET，即使在输出不足的情况下也是如此。这种方案改进了图 1 中的传统三明治绕线法。
MP8017是一款兼容IEEE 802.3af 标准的以太网供电 (PoE) 受电设备 (PD)。它专为反激拓扑中的有源钳位原边调节（PSR）而设计；也可以通过在副边放置一个光耦合器，针对有源钳位反激拓扑设置为副边调节 (SSR)。
结论
RCD电路设计可以作为一种简单有效的抑制方法来控制反激原边振铃。通过审慎选择电阻和电容，钳位电路可以更好地吸收漏感能量。另外，RCD钳位电路不消耗主励磁电感能量，而且可以降低峰值电压和功率器件的开关应力。
来源：MPS
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