开关电源的钳位电路讲解，非常经典！

开关模式电源（Switch Mode Power Supply，简称SMPS），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源（例如市电）或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

开关电源不同于线性电源，开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式（饱和区）及全闭模式（截止区）之间切换，这两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，因此比较节省能源，产生废热较少。理想上，开关电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的，线性电源在产生输出电压的过程中，晶体管工作在放大区，本身也会消耗电能。开关电源的高转换效率是其一大优点，而且因为开关电源工作频率高，可以使用小尺寸、轻重量的变压器，因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小，重量也会比较轻。

若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时，开关电源比线性电源要好。不过开关电源比较复杂，内部晶体管会频繁切换，若切换电流尚未加以处理，可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备，而且若开关电源没有特别设计，其电源功率因数可能不高。

开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

反激中RCD钳位电路的电压分析。

一：如上图红框里面的电路是反激电源的钳位电路，用的RCD钳位，这一个电路在开关电源中非常常见，可以说现在市面上的反激大部分是用的这一电路。

设计这个电路的目的是吸收反激变压器漏感的能量，限制MOS功率管的大反向峰值电压。但是设计的时候我们怎么选取是一个很大的问题，RC吸收损耗太重会影响整机的效率，如果RC损耗太轻的就会影响MOS管的电压尖峰，导致尖峰太高MOS管电压应力超。所以设计这个电路我们的综合考虑。

二：设计RCD吸收电路之前，我们要清楚为什么需要设计这一电路，目的是什么

对于反激变压器我都知道是有漏感存在的，首先需要知道漏感是一个什么。

我们知道变压器主要是由初级线圈，次级线圈与磁芯组合而成，它是利用电磁感应的原理来改变交流电压的一种元器件，理想的变压器是没有损耗的并且没有漏磁通，但是实际中的电感是有损耗与漏磁通，初级线圈所产生的磁通不能都通过次级线圈，产生漏磁的电感就是漏感，也就是说在漏感中的能量是不能传递到副本的，这一部分能量只能在原边，不能传递到副边的这些能量我们的需要处理，可以通过一些电路来吸收掉，或是返回到输入母线上去，这就有人会设计所谓的无损吸收，但是在实际应用中比较复杂并且EMI不好。

所以大多数都是用RCD损耗掉了，那我们设计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损耗掉，否则会影响整机的效率。要做到这点必须对RC 参数进行优化设计

三：我们来分析下RCD吸收的整个过程，

当MOS管开通的时候电感电流上升到Ip时MOS管关断，漏感上的能力不能传到副边，这时候只能通过D6给C3充电，把所以的能力都充到C3上，当C3比较小的时候，那么C3上的电压Vc就上升的比较高，这时候为了MOS管的应力，我们可能会加大C3的容量，具体可以通过测试实际的波形来判断。

但是，我们不希望电容太大，如太大会导致关断的时候C3上的电压Vc小于反射电压Vr，导致副边反射过来的电压Vr一直在给RCD充电，导致整机效率低。

电容的选择我们需要刚好适合我们MOS管的Vds电压。

我们的电阻的选择也不能太小了或太大，如果太小了会导致Q1没有开通前，C3上的电压已经掉到了反射电压Vr了，这时候反射电压Vr又会对RCD充电损耗输出的能量。

电阻值太大会导致我们在开机与短路的时候会出现MOS管电压应力超

我们如图上的C3上的电压波形3一样，就是关断的时候电压上升到Vr以上，当MOS管的开通的时候C3电容上的电压没有下降到Vr，并且当下次开通的时候C3上的电压还没有掉到0V.这是我们的佳选。

四：钳位电路上的电阻与电容的选择。

VDS是MOS管的额定电压，我了留有余量我们一般都是取MOS管的额度电压的0.9倍。

Vc是RCD上C的电压

Vin-max是输入的大电压

Vc=0.9VDS-Vin-max

f为开关频率

Ip我原边的峰值电流

漏感上的能量都被电容吸收，然后都损耗到电阻R1上。

电阻上损失的功率Pr=Vc^2/R1,实际的电阻需要取2倍的Pr

漏感中转过来的能量WR=Wlr1+Wlr*Vr/（Vc-Vr）

转换成功率就是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)

钳位电容C3的取值

△V一般取Vc的5%-10% ,

C3≥Vc/（△V*R1*f）

在电阻与电容选定后，实际的电路中还需要测试看是不是我们需要的值。