電壓關斷型緩沖器（RCD Snubber）的基本類型及其工作原理

　　本文較深入地討論了兩種常用模式的RCD Snubber電路：抑制電壓上升率模式與電壓鉗位模式，詳細分析了其各自的工作原理，給出了相應的計算公式，最后通過實驗提出了電路的優化設計方法。

　　RCD Snubber電路的基本類型及其工作原理

　　RCD Snubber是一種能耗式電壓關斷型緩沖器，分為抑制電壓上升率模式和電壓鉗位模式兩種類型，習慣上前者稱為RCD Snubber電路，而后者則稱為RCD Clamp電路。

　　為了分析方便，以下的分析或舉例均針對反激電路拓撲，開關器件為功率MOSFET。

　　圖1 常用的RCD Snubber電路

　　抑制電壓上升率模式

　　對于功率MOSFET來講，其電流下降的速度較GTR或IGBT快得多，其關斷損耗的數值要比GTR或IGBT小，但是這個損耗對整個小功率的電源系統也是不容忽視的。因此提出了抑制電壓上升率的RCD Snubber。

　　如圖1所示，在開關管關斷瞬間，反激變壓器的漏感電流需要按原初始方向繼續流動，該電流將分成兩路：一路在逐漸關斷的開關管繼續流動;另一路通過Snubber電路的二極管Ds向電容Cs充電。由于Cs上的電壓不能突變，因而降低了開關管關斷電壓上升的速率，并把開關管的關斷功率損耗轉移到了Snubber電路。如果Cs足夠大，開關管電壓的上升及其電流的下降所形成的交叉區域將會進一步降低，可以進一步降低開關管的關斷損耗。但是Cs的取值也不能過大，因為在每一個關斷期間的起始點(也就是開通期間的結束點)，Cs必須放盡電荷以對電壓上升率進行有效的抑制;而在關斷期間的結束點，Cs雖然能降低開關管電壓的上升時間，但其端電壓最終會達到()(為忽略漏感時的電壓尖峰，為次級對初級的反射電壓)。

　　關管導通的瞬間，Cs將通過電阻Rs與M所形成的回路來放電。Snubber的放電電流將流過開關管，會產生電流突波，并且如果某個時刻占空比變窄，電容將不能放盡電荷而不能達到降低關斷損耗的目的。

　　可見，Snubber電路僅在開關過渡瞬間工作，降低了開關管的損耗，提高了電路的可靠性，電壓上升率的減慢也降低了高頻電磁干擾。

　　電壓鉗位模式

　　RCD Clamp不同于Snubber模式，其目的是限制開關管關斷瞬間其兩端的最大尖峰電壓，而開關管本身的損耗基本不變。在工作原理上電壓鉗位模式RC的放電時間常數比抑制電壓上升率模式更長。

　　以圖2為例分析電路的工作過程，并且使用工作于反激式變換器的變壓器模型。反激式變壓器主要由理想變壓器、激磁電感與漏感組成。

　　圖2反激式變換器的Clamp電路