反激电源mos管如何选型

Question

各位：输入90-264vac，输出16.5v3.65a的反激开关电源，mos管怎样选型和吸收电路怎么计算？

Answer 1

一杯年华@编程空间帮您解答，本答案结合 ChatGPT4.0和DeepSeek整理

我曾经遇到过类似的问题，在设计反激开关电源时，MOS管选型和吸收电路设计确实需要综合考虑多方面参数。下面结合链接内容为你分析并提供解决方案：

一、问题分析

• 核心需求：输入90-264VAC、输出16.5V/3.65A的反激电源中，MOS管选型需满足耐压、电流、导通电阻和开关速度要求，同时设计吸收电路抑制漏感引起的电压尖峰。
• 关键参数：
  • 输入电压峰值约374V（264VAC×√2），需为MOS管预留安全裕量。
  • 输出功率60W，考虑85%效率后输入功率约70.6W，初级电流需结合匝数比计算。
  • 漏感导致的电压尖峰可能威胁MOS管安全，需通过吸收电路抑制。

二、解决方案

方案1：MOS管选型 + RC缓冲吸收电路

1. MOS管选型：

• 耐压：选择≥600V的MOSFET（如STP50N60C3，耐压600V，Rds(on)=0.57Ω）。
• 电流：初级峰值电流约0.365A，选额定电流≥1A的型号（如IRF840额定电流8A）。
• 导通电阻：优先选Rds(on)<0.5Ω的型号以降低损耗（如STP50N60C3更优）。
• 开关速度：选择低栅极电荷（Qg）的型号，如STP50N60C3的Qg典型值为38nC。

2. RC缓冲电路设计：

• 作用：通过电阻R限制尖峰电流，电容C吸收能量。
• 参数计算：
  • 假设漏感( L_{leakage}=10\mu H )，电流变化( \Delta I=0.365A )，关断时间( \Delta t=100ns )，则电压尖峰：
    [
    V_{spike}=L_{leakage} \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t}=10\times10^{-6} \cdot \frac{0.365}{100\times10^{-9}}=365V
    ]
  • 电阻( R )取10Ω（限制电流），电容( C )取100nF（吸收能量）。

方案2：MOS管选型 + TVS钳位吸收电路

1. MOS管选型：与方案1一致，优先选耐压600V、Rds(on)低的型号。

2. TVS钳位电路设计：

• 作用：用TVS二极管钳位电压尖峰，保护MOS管。
• 参数计算：
  • TVS击穿电压( V_{BR} \geq V_{spike} \times 1.25=365\times1.25=456V )，可选500V的TVS二极管。
  • 功率耗散( P_{clamp}=\frac{V_{spike}^2}{R}=\frac{365^2}{10}\approx13.3W )，需选择功率≥15W的TVS。

三、最优方案详解（方案2：TVS钳位电路）

优势：

• 钳位效果更可靠：TVS二极管可快速响应电压尖峰，将电压限制在安全范围内，相比RC缓冲电路能更有效保护MOS管。
• 适用高频场景：反激电源开关频率较高时，TVS的动态响应优势更明显，可减少开关损耗。

关键参数验证：

• MOS管选型：以STP50N60C3为例，耐压600V满足输入峰值电压+尖峰电压（374V+365V=739V）的安全裕量（600V耐压需配合钳位电路将总电压限制在600V以下）。
• TVS选型：选择击穿电压500V的TVS（如SM8S51A），可将尖峰电压钳位在约500V，低于MOS管耐压。

部分代码示例：

def calculate_tvs_clamp(L_leakage, delta_I, delta_t, safety_factor=1.25):
    V_spike = L_leakage * (delta_I / delta_t)
    V_br = V_spike * safety_factor  # TVS击穿电压
    R_clamp = 10  # 假设钳位电阻（实际需根据功率调整）
    P_clamp = (V_spike ** 2) / R_clamp
    return V_br, P_clamp

# 调用示例
L_leakage = 10e-6
delta_I = 0.365
delta_t = 100e-9
V_br, P_clamp = calculate_tvs_clamp(L_leakage, delta_I, delta_t)
print(f"推荐TVS击穿电压：{V_br:.2f} V，钳位功率：{P_clamp:.2f} W")

以上是针对该问题的分析和解决方案。最优方案建议采用TVS钳位电路，其保护效果更直接，尤其适合高频反激电源。如果需要调整参数或进一步优化电路，可随时留言讨论！请楼主采纳，如有问题请继续留言。