2013年12月3日 星期二

變壓器漏感對Vds的影響

一般我們常常聽說變壓器漏感要小ㄧ點,要不然MOSFET上的voltage spike會很高,但會多高呢?我們希望透過計算的方式來了解。這邊我們以flyback converter為例子。
首先我們先針對沒有緩衝線路來做計算,這時候對於voltage spike的影響,除了漏感外就只有MOSFET的Coss,在MOSFET turn off的時候,儲存於漏感上的能量為1/2LI^2,此時由於MOSFET已經open了,所以這能量會透過MOSFET的Coss做放電,所以儲存的能量=1/2(Coss)V^2,V即為我們看到的voltage spike,所以Coss越大則會得到較小的voltage spike。
我們以實例來做說明,當我們設計一個變壓器感量為450uH而漏感是10uH時且透過計算後I peak=5A,MOSFET turn off 時漏感儲存的能量是1.25*10^-4=0.5*C*V^2
如果使用的MOSFET的Coss為1000pF,則voltage spike=500V,所以我們需要另外使用緩衝電路來降低voltage spike,同樣的道理,緩衝電路的C越大則voltage spike越小。
但我們常看緩衝電路會有併聯一個電阻,這個電組主要作用是要確定C有放完電,這樣再下一個週期C才能發揮其作用,所以當R大到一定程度C會失去作用。
這裡放電時間可以用T=RC來計算。

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