反激开关电源RC吸收电路设计

一、什么是RC吸收？

RC吸收是指在电路设计中，尤其是在开关电源、功率电子设备以及电力电子系统中，使用电阻与电容串联组成的电路结构，用于吸收和衰减电路中由于开关元件（如MOSFET、IGBT等）的快速切换所产生的过电压和过电流现象。

反激变换器在 MOS 关断的瞬间，由变压器漏感 LLK与 MOS 管的输出电容造成的谐振尖峰加在 MOS 管的漏极，如果不加以限制，MOS 管的寿命将会大打折扣。 因此需要采取措施，把这个尖峰吸收掉。

吸收是针对电压尖峰而言，电压尖峰从何而来？电压尖峰的本质是什么？

电压尖峰的本质是一个对结电容的dv/dt充放电过程，而dv/dt是由电感电流的瞬变（di/dt）引起的，所以，降低di/dt或者dv/dt的任何措施都可以降低电压尖峰，这就是吸收。

二、RC吸收的作用是什么？

1、降低尖峰电压。

2、缓冲尖峰电流。

3、降低di/dt和dv/dt，即改善EMI品质。

4、减低开关损耗，即实现某种程度的软开关。

5、提高效率。提高效率是相对而言的，若取值不合理不但不能提高效率，弄不好还可能降低效率。

三、RC吸收的特点

1、双向吸收。一个典型的被吸收电压波形中包括上升沿、上升沿过冲、下降沿这三部分，RC吸收回路在这三个过程中都会产生吸收功率。通常情况下我们只希望对上升沿过冲实施吸收。因此这意味着RC吸收效率不高。

2、不能完全吸收。这并不是说RC吸收不能完全吸收掉上升沿过冲，只是说这样做付出的代价太大。RC吸收最好定一个合适的吸收指标，不要指望它能够把尖峰完全吸收掉。

3、RC吸收是能量的单向转移，就地将吸收的能量转变为热能。尽管如此，这并不能说损耗增加了，在很多情况下，吸收电阻的发热增加了，与电路中另外某个器件的发热减少是相对应的，总效率不一定下降。设计得当的RC吸收，在降低电压尖峰的同时也有可能提高效率。

四、吸收的误区

1、Buck续流二极管反压尖峰超标，就拼命的在二极管两端加RC吸收。 这个方法却是错误的。为什么？因为这个反压尖峰并不是二极管引起的，尽管表现是在这里。这时只要加强MOS管的吸收或者采取其他适当的措施，这个尖峰就会消失或者削弱。

2、副边二极管反压尖峰超标，就在这个二极管上拼命吸收。 这种方法也是错误的，原因很清楚，副边二极管反压尖峰超标都是漏感惹的祸，正确的方法是处理漏感能量。

3、反激MOS反压超标，就在MOS上拼命吸收。这种方法也是错误的。如果是漏感尖峰，或许吸收能够解决问题。如果是反射电压引起的，吸收不但不能能够解决问题的，效率还会低得一塌糊涂，因为你改变了拓扑。

五、吸收的改善

书上网络上都有关于吸收回路的计算方法的介绍，但由于寄生参数的影响，这些公式几乎没有实际意义，实际上大部分的RC参数是靠实验来调整的，但RC的组合理论上有无穷多，怎么来初选这个值是很关键的，下面来介绍一些实用的理论和方法：

1、先不加RC，用容抗比较低的电压探头测出原始的震荡频率（注意用低电容的探头，因为探头的电容会引起震铃频率的改变，使设计结果不准），此震荡是由LC 形成的，LC主要是变压器次级漏感和布线的电感和输出电容，C主要是二极管结电容和变压器次级的杂散电容。

测量二极管D两端原始振荡频率。此设计中为33.3MHz（未加RC吸收前）：

2、测出原始震荡频率后，可以试着在二极管上面加电容（与二极管并联方式），直到震荡频率变为原来的1/2（一半），如图增加的电容为470pF，下图的震荡频率变为16.7MHz（只加了C9后）：

则原来震荡的C（杂散电容）为所加电容的1/3（意思是470pF=3*C），震荡的主体由原来的C变为了我们所加的电容C9；

3、知道了吸收电容C9的值就可以算R值了：

则振荡是阻尼的，此电路中选择R=33R，可以看到振荡已基本完全消除（加了RC后）；

一般把R加到吸收C上时，震荡就可以大大衰减。这时再适当调整C值的大小，直到震荡基本被抑制。

六、吸收电路测试经验总结

1、吸收电容C的影响

1、并非吸收越多损耗越大，适当的吸收有一个效率最高点。

2、吸收电容C的大小与吸收功率（R的损耗）呈正比关系。即：吸收功率基本上由吸收电容决定。

2、吸收电阻R的影响

1、吸收电阻的阻值对吸收效果干系重大，影响明显。

2、吸收电阻的阻值对吸收功率影响不大，即：吸收功率主要由吸收电容决定。

3、当吸收电容确定后，一个适中的吸收电阻才能达到最好的吸收效果。

4、当吸收电容确定后，最好的吸收效果发生在发生最大吸收功率处。换言之，哪个电阻发热最厉害就最合适。

5、当吸收电容确定后，吸收程度对效率的影响可以忽略。