反激式电源中MOSFET的箝位电路

箝位设计必须同时考虑变压器和MOSFET的特性。如果最低箝位电压低于变压器的VOR，箝位将充当一个负载，耗散的不仅仅是漏感能量。如果箝位元件过小，它们可能变得过热，无法预防危险的电压，并会产生不必要的EMI。最为重要的是，箝位必须对各种电源输入电压、负载电流和元件容差条件下的MOSFET提供保护。

POWER Integrations公司发布的《确定箝位大小的设计指南》(PI-DG-101)，对反激式电源所用到的四种主要箝位电路分别提供了确定元件大小的详细步骤。该设计指南可与PI Expert设计软件配合使用。PI Expert是一款交互式程序，它可以根据设计师的电源规格自动确定关键元件(包括变压器规格)，从而完成一个有效的开关电源的设计。PI Expert可自动生成箝位设计，但其结果将比《确定箝位大小的设计指南》中的以下算法所生成的稍为保守些。

确定RCD箝位的大小

这里介绍了设计RCD箝位时需要遵循的步骤摘要。完整的细节内容，请参阅《确定箝位大小的设计指南》。下面所提到的所有值，均非由用户测量或定义，可在PI Expert的设计结果选项卡中找到。

1．测量变压器的初级漏感LL。

2．检查您的设计的开关频率fs。

3．确定正确的初级电流IP，方法如下：如果设计采用功率限制设定，则IP=ILIMITEXT；如果设计采用外部流限设定，则IP=ILIMITEXT；对于所有其他设计，IP=IILIMITMAX。

4．确定初级MOSFET所允许的总电压，并根据以下公式计算Vmaxclamp。

建议至少应维持低于MOSFET的BVDSS 50V的电压裕量，并另外留出30V到50V的电压裕量，以满足瞬态电压要求。

5．确定箝位电路的电压纹波VDELTA。

6．根据以下公式计算箝位电路的最小电压。

7．根据以下公式计算箝位电路的平均电压Vclamp。

8．根据以下公式计算漏感中储存的能量。

9．根据以下公式估算箝位中的能量耗散Eclamp。

10．根据以下公式计算箝位电阻值。

11．箝位电阻的功率额定值应大于

12．根据以下公式计算箝位电容值。

13．箝位电容的电压额定值应大于1.5*Vmaxclamp。

14．应使用快速或超快恢复二极管，将其用作箝位电路中的阻断二极管。

15．阻断二极管的峰值反向电压应大于1.5*Vmaxclamp。

16．阻断二极管的正向反复峰值电流额定值应大于IP；如果数据手册中未提供该参数，则平均正向电流额定值应大于：0.5*IP。

17．根据以下公式确定阻尼电阻的大小(如使用)。

18．阻尼电阻的功率额定值应大于。

完成初始设计后，应制作一个原型来检验电源性能，因为变压器漏感会因绕组技术的不同而有极大差异。特别是，应当测量平均电压Vclamp，并将之与步骤7中的计算结果进行比较(图5)。如有任何差异，可通过调整Rclamp值来纠正。如果测试结果与预期相差悬殊，则必须重新进行设计。

其他箝位类型及其每个额外元件大小的确定步骤都是一样的。在选择二极管和齐纳稳压管时必须特别注意，以确保不会超过它们的功率额定值。在要求使用齐纳稳压功能的大部分设计中，应使用瞬态电压抑制器来提供所需的瞬时峰值额定功率。

应在电源满载及最低输入电压条件下测量元件体的温度，检验其功率额定值是否正确。如有元件的工作温度超出制造商的建议温度限值，应重新调整其大小，并根据原型结果仔细*估设计。

严格按照《确定箝位大小的设计指南》中的详细步骤进行计算，将会获得高度优化的高效箝位设计。请登录PI电源设计论坛与同行进行交流，您将会获得更多所需信息和问题答案。