【導讀】反激電源是最常用的拓撲之一。其變壓器漏感常會引起原邊振鈴，并導致會損壞 MOSFET 的電壓尖峰。因此，通過變壓器和MOSFET 組件的合理設計來控制振鈴非常重要。針對如何降低漏感，MPS 引入了一種 RCD 鉗位電路設計策略，下面我們將對此進行詳細地描述。

RCD 鉗位電路設計

在反激電路中，一旦 MOSFET 管關斷，變壓器就會將原邊的能量傳輸到副邊，但漏感能量卻無法被轉移，這會導致電路中的雜散電容產生振鈴。漏感是產生振鈴的根本原因，它占總電感量的 1% 至 5%，但卻無法完全消除。不過，我們可以通過特殊的繞線方法來降低漏感。

圖 1 顯示的三明治繞線法（夾心繞線法）是降低漏感的一種傳統方法。與制作三明治的過程類似，原邊繞組（N_P）被一分為二，然后將副邊繞組（N_S）依次纏繞在一半的N_P、輔助繞組和剩下的一半N_P上。

圖 1：降低漏感的夾心繞線法

圖2顯示了MOSFET關斷后的逆變電路，此時MOSFET兩端的電壓由三部分組成：最大輸入電壓（V_INMAX）、副邊折射電壓（V_OR = n x V_O）和振鈴產生的峰值電壓（V_SPIKE）。 在輸入輸出電壓、匝數比（n）和MOSFET選定的情況下，應盡可能抑制V_SPIKE，以確保MOSFET工作在應力范圍之內。工程師通常會選擇 RCD 鉗位電路來抑制振鈴，因為它設計簡單、成本低廉并且能夠有效抑制電壓尖峰。

圖 2：抑制峰值電壓以確保 MOS 工作在應力范圍之內

正確選擇 RCD 鉗位電路至關重要，因為不理想的電阻和電容值會增加 MOSFET 的應力或電路功耗。 圖 3 顯示出，當 MOSFET 導通時，能量存儲在勵磁電感 (L_M) 和漏電感 (L_S) 中；當 MOSFET 關斷時，L_M 中的能量被轉移到副邊，但漏感能量不會轉移。漏感會被釋放以導通D₁，并為 C₁充電。一旦充電電壓達到 V_CLAMP，則D₁ 關斷，C₁ 通過R₁放電。

圖 3：MOSFET 導通/關斷時的能量傳輸

選擇R₁ 時，需要考慮電阻功率 1/3的降額。根據能量守恒原理，R₁ 可由公式（1）計算得出：

鉗位電容 (C₁) 應足夠大，以便在吸收漏感能量的同時實現低脈動電壓。脈動電壓通常取鉗位電壓的 5% 至10% 。要確定 C₁的最小值，需要考慮其寄生 R 和 L 較小。最小C₁可以通過公式 (2) 來計算：

MPS解決方案

MPS 提供了優秀的電源解決方案以優化原邊調節 (PSR)。MPX2002 是一款一體化反激控制器，它具有集成的原邊驅動電路、副邊控制器、同步整流驅動器以及安全合規反饋。其同步整流器 (SR)可以匹配原邊 MOSFET 驅動信號，從而實現連續導通模式 (CCM) 下的安全運行。MPX2002 無需輔助繞組來驅動下管 SR MOSFET，即使在輸出不足的情況下也是如此。這種方案改進了圖 1 中的傳統三明治繞線法。

MP8017是一款兼容IEEE 802.3af 標準的以太網供電 (PoE) 受電設備 (PD)。它專為反激拓撲中的有源鉗位原邊調節（PSR）而設計；也可以通過在副邊放置一個光耦合器，針對有源鉗位反激拓撲設置為副邊調節 (SSR)。

結論

RCD電路設計可以作為一種簡單有效的抑制方法來控制反激原邊振鈴。通過審慎選擇電阻和電容，鉗位電路可以更好地吸收漏感能量。另外，RCD鉗位電路不消耗主勵磁電感能量，而且可以降低峰值電壓和功率器件的開關應力。

來源：MPS

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