缓冲电路应用

一、什么是缓冲器？

   缓冲器是一种对电压尖峰、振铃和振荡效应的电路保护形式。缓冲器通过钳位电压尖峰但不改变振铃频率。

   缓冲电路设计通常都比较复杂，设计一个好的缓冲电路需要对电路有很深入的了解，这篇文章就来详细介绍一下缓冲电路、缓冲电路设计、缓冲电路功耗计算。

二、缓冲器电路设计的一般分类

1、有损或者散耗缓冲电路

   有损缓冲电路是一种消耗功率的电路，对于电源效率要求比较高的话，这就一个很大的缺点，但是容易设计。耗散缓冲器使用电阻，有时候也使用二极管作为耗散元件。

有损缓冲电路

2、无损或者非耗散缓冲电路

   无损缓冲电路是一种理想状态下不会消散功率的电路，一般都来说比较复杂，价格也比较高，但是对于高效应用的话，这是首选。非耗散缓冲器使用电感和电容。

3、有损和无损缓冲器功率损耗比较

   有损缓冲器损耗取决于缓冲器设备的选择，器件选择取决于要抑制的尖峰电压和振铃频率。对于大多数应用，耗散缓冲器损耗被最小化也能够接受，通过会用来快速设计。

   无损缓冲器在理想状态下是无损的或者不会消耗功率，但实际上没有理想的电路，所以也会有小的损失。

三、缓冲电路设计

   缓冲器电路设计通常集中在2种常用配置中。

1、RC缓冲电路设计

从名字本身来理解，就是用电阻和电容组成的缓冲电路，下面是开关MOSFET常用的缓冲器。

RC缓冲电路设计

   下面为有部分采用RC缓冲电路设计的电路

1）升压转换器拓扑

升压转换器拓扑

2）降压转换器

降压转换器

3）DC-DC同步整流器

DC-DC同步整流器

2、RCD缓冲电路设计

   也有人把这个称为RCD钳位，被叫做RCD钳位是因为RCD缓冲器会钳制电压尖峰，但不会改变尖峰或者振铃频率。

   RCD缓冲器由电阻、电容和二极管组成。

RCD缓冲器

   下面为使用RCD缓冲器设计的电路

1）反激式转换器

反激式转换器

2）正向转换器

正向转换器

3、RC缓冲器工作原理

   RC缓冲器通常用于开关转换器，这样可以将设备上的电压尖峰限制在安全水平。

RC缓冲器

   RC 缓冲器通过修改振铃频率以及降低电压尖峰电平来工作。电容用作电荷储存，电阻提供放电路径。

   例如下面这个电路RC 缓冲器 R1 和 C1 保护 MOSFET Q1 不受漏极电压尖峰的影响。当 MOSFET 关闭时，缓冲电容将通过 R1 充电。

   当 MOSFET 导通时，电容将通过 R1 放电到 MOSFET 和电路地。该循环将随着电容为空而重复。电阻是耗散功率的电阻，在单个开关周期中，有两次电流流向电阻。下图将电流称为充电和放电电流。

充电和放电电流。

   实际上，RC缓冲器能够修改振铃频率，有助于解决EMI相关问题。在之前的设计中，在开关MOSFET和二极管上使用RC缓冲器解决了EMI的几个问题。