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“關鍵元器件”的電壓應力分析

发布时间:2019-06-27 10:48人氣:
 “關鍵元器件”的電壓應力分析
設定一下主要參數如下:
 
輸入電壓:Vin=AC176-264V
 
輸出電壓:Vout=12V
 
Vcc電壓:Vcc=15V
 
變壓器匝比:N
 
下面對上述的各個元器件進行應力計算。
 
1、整流橋BR1
 
整流橋如上圖體內由4個二極管構成:d1,d2,d3,d4
 
應最惡劣的情況下是在輸入電壓最高的時候,即,Vin=264Vac
 
所以C1上兩端的電壓373V。
 
當輸入電壓處于正半周時,BR1體內二極管d1和d4導通不承受高電壓,d2和d3截止承受的高電壓,d2電壓應力爲b點電位減去c點電位,d3電壓應力爲a點電位減去d點電位。
 
正半周a、b、c、d點的電位相對于大電容地分別爲:373V、373V、0V、0V
 
d2應力=b-c=373V-0V=373V
 
d3應力=a-d=373V-0V=373V
 
輸入電壓進入負半周時同理可得d1和d4的應力爲373V。
 
即整流橋BR1的工作應力爲373V
 
由于凯时登录网站KB88需要做雷擊浪湧試驗,所以一般整流橋都選擇1000V的整流橋。
 
2、輸入大電容C1
 
C1上的電壓應力爲輸入最高電壓264V交流電壓整流後的電壓。
 
所以C1的工作電壓應力爲:
 
264×1.414=373V
 
所以輸入電解電容C1一般選擇耐壓值爲400V的電容。
 
3.開關mos管Q1
 
當開關MOS管Q1開通時,Q1不承受大電壓。
 
當開關MOS管Q1管關時,Q1承受大電壓應力。
 
MOS管電壓應力爲:最高輸入電壓+反射電壓+漏感産生的尖峰電壓。
 
反射電壓一般爲:60-120V
 
最高輸入電壓:373V
 
漏感尖峰電壓一般爲:100左右
 
所以反激開關電壓開關管Q1的工作電壓應力爲:373+120+100=593V左右
 
留一定的余量一般選650V左右的MOS管
 
4.鉗位電路D1、R1、C2
 
當Q1關斷時,鉗位二極管D1導通,向C2充電,C2兩端的充電電壓爲Np兩端的電壓爲:
 
反射電壓+尖峰電壓
 
假設反射電壓爲:120V
 
尖峰電壓爲:100V
 
則C2兩端的電壓爲220V,上負下正。
 
C2下方的電位爲:373+220=593V
 
C2下方宇D1負極相連,相當于D1負極的電位也爲593V左右,並且C2電容上電壓不能突變,所以D1負極電位相對文檔在593V左右。
 
當Q1導通時,D1正極的電位此時爲0V。
 
所以D1的應力爲負極電位減去正極電位爲:593V
 
C2上方的電位爲373V的恒定值
 
所以C2的電壓應力爲:593-373=220V左右
 
R1和C2爲並聯,所以R1電壓應力爲220V左右
 
5、Vcc整流二極管D2
 
Vcc電壓爲15V,反射電壓若爲120V時,原邊主繞組與Vcc繞組的匝比爲120÷15=8.
 
當Q1關斷時,D2是導通的,此時D2不承受大電壓就一個二極管壓降。
 
當Q1導通時,D2正極的電位爲爲負,數值爲-(373÷8)=-46.625V。此時D2承受的電壓應力爲15-46.625=61.625
 
所以Vcc整流二極管D2的應力大概爲:62V左右。
 
留些余量一般D2選耐壓值爲100V左右的二極管。
 
6、輸出整流二極管及電容D3、C3
 
输出电压为12V凯时登录网站KB88,反射电压若为120V时,原边主绕组与输出绕组的匝比为120÷12=10.
 
當Q1關斷時,D3是導通的,此時D3不承受大電壓就一個二極管壓降。
 
當Q1導通時,D3正極的電位爲爲負,數值爲-(373÷10)=-37.3V。此時D2承受的電壓應力爲15-37.3=52.3
 
所以Vcc整流二極管D3的應力大概爲:52V左右。
 
留些余量一般D3選耐壓值爲60V左右的二極管。
 
C3上的電壓爲恒定的12V。
 
C3的电压应力为12V凯时登录网站KB88,一般选16V凯时登录网站KB88左右的电压。    
  
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