開關電源的鉗位電路講解，非常經典！

開關模式電源（Switch Mode Power Supply，簡稱SMPS），又稱交換式電源、開關變換器，是一種高頻化電能轉換裝置，是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓，透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源（例如市電）或是直流電源，而輸出多半是需要直流電源的設備，例如個人電腦，而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。

開關電源不同于線性電源，開關電源利用的切換晶體管多半是在全開模式（飽和區）及全閉模式（截止區）之間切換，這兩個模式都有低耗散的特點，切換之間的轉換會有較高的耗散，但時間很短，因此比較節省能源，產生廢熱較少。理想上，開關電源本身是不會消耗電能的。電壓穩壓是透過調整晶體管導通及斷路的時間來達到。相反的，線性電源在產生輸出電壓的過程中，晶體管工作在放大區，本身也會消耗電能。開關電源的高轉換效率是其一大優點，而且因為開關電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開關電源也會比線性電源的尺寸要小，重量也會比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點時，開關電源比線性電源要好。不過開關電源比較復雜，內部晶體管會頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會產生噪聲及電磁干擾影響其他設備，而且若開關電源沒有特別設計，其電源功率因數可能不高。

開關電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽產品，安防監控，LED燈帶，電腦機箱，數碼產品和儀器類等領域。

反激中RCD鉗位電路的電壓分析。

一：如上圖紅框里面的電路是反激電源的鉗位電路，用的RCD鉗位，這一個電路在開關電源中非常常見，可以說現在市面上的反激大部分是用的這一電路。

設計這個電路的目的是吸收反激變壓器漏感的能量，限制MOS功率管的大反向峰值電壓。但是設計的時候我們怎么選取是一個很大的問題，RC吸收損耗太重會影響整機的效率，如果RC損耗太輕的就會影響MOS管的電壓尖峰，導致尖峰太高MOS管電壓應力超。所以設計這個電路我們的綜合考慮。

二：設計RCD吸收電路之前，我們要清楚為什么需要設計這一電路，目的是什么

對于反激變壓器我都知道是有漏感存在的，首先需要知道漏感是一個什么。

我們知道變壓器主要是由初級線圈，次級線圈與磁芯組合而成，它是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的一種元器件，理想的變壓器是沒有損耗的并且沒有漏磁通，但是實際中的電感是有損耗與漏磁通，初級線圈所產生的磁通不能都通過次級線圈，產生漏磁的電感就是漏感，也就是說在漏感中的能量是不能傳遞到副本的，這一部分能量只能在原邊，不能傳遞到副邊的這些能量我們的需要處理，可以通過一些電路來吸收掉，或是返回到輸入母線上去，這就有人會設計所謂的無損吸收，但是在實際應用中比較復雜并且EMI不好。

所以大多數都是用RCD損耗掉了，那我們設計RCD的目的就是把漏感能力吸收掉，但是不能把主回路的能量損耗掉，否則會影響整機的效率。要做到這點必須對RC 參數進行優化設計

三：我們來分析下RCD吸收的整個過程，

當MOS管開通的時候電感電流上升到Ip時MOS管關斷，漏感上的能力不能傳到副邊，這時候只能通過D6給C3充電，把所以的能力都充到C3上，當C3比較小的時候，那么C3上的電壓Vc就上升的比較高，這時候為了MOS管的應力，我們可能會加大C3的容量，具體可以通過測試實際的波形來判斷。

但是，我們不希望電容太大，如太大會導致關斷的時候C3上的電壓Vc小于反射電壓Vr，導致副邊反射過來的電壓Vr一直在給RCD充電，導致整機效率低。

電容的選擇我們需要剛好適合我們MOS管的Vds電壓。

我們的電阻的選擇也不能太小了或太大，如果太小了會導致Q1沒有開通前，C3上的電壓已經掉到了反射電壓Vr了，這時候反射電壓Vr又會對RCD充電損耗輸出的能量。

電阻值太大會導致我們在開機與短路的時候會出現MOS管電壓應力超

我們如圖上的C3上的電壓波形3一樣，就是關斷的時候電壓上升到Vr以上，當MOS管的開通的時候C3電容上的電壓沒有下降到Vr，并且當下次開通的時候C3上的電壓還沒有掉到0V.這是我們的佳選。

四：鉗位電路上的電阻與電容的選擇。

VDS是MOS管的額定電壓，我了留有余量我們一般都是取MOS管的額度電壓的0.9倍。

Vc是RCD上C的電壓

Vin-max是輸入的大電壓

Vc=0.9VDS-Vin-max

f為開關頻率

Ip我原邊的峰值電流

漏感上的能量都被電容吸收，然后都損耗到電阻R1上。

電阻上損失的功率Pr=Vc^2/R1,實際的電阻需要取2倍的Pr

漏感中轉過來的能量WR=Wlr1+Wlr*Vr/（Vc-Vr）

轉換成功率就是Pr=1/2*f*Lr*Ip^2

Vc^2/R1=1/2*f*Lr*Ip^2

R1=2(Vc-Vr)*Vc/(Ip^2*f*Lr)

鉗位電容C3的取值

△V一般取Vc的5%-10% ,

C3≥Vc/（△V*R1*f）

在電阻與電容選定后，實際的電路中還需要測試看是不是我們需要的值。