什么是 RC 吸收

RC 吸收是指在電路設(shè)計(jì)中，尤其是在開關(guān)電源、功率電子設(shè)備以及電力電子系統(tǒng)中，使用電阻與電容串聯(lián)組成的電路結(jié)構(gòu)，用于吸收和衰減電路中由于開關(guān)元件（如 MOSFET、IGBT 等）的快速切換所產(chǎn)生的過電壓和過電流現(xiàn)象。在反激變換器中，當(dāng) MOS 管關(guān)斷的瞬間，由變壓器漏感 LLK 與 MOS 管的輸出電容造成的諧振尖峰加在 MOS 管的漏極，如果不加以限制，MOS 管的壽命將會大打折扣。因此需要采取措施把這個(gè)尖峰吸收掉。電壓尖峰的本質(zhì)是一個(gè)對結(jié)電容的 dv/dt 充放電過程，而 dv/dt 是由電感電流的瞬變（di/dt）引起的，所以，降低 di/dt 或者 dv/dt 的任何措施都可以降低電壓尖峰，這就是吸收的原理。

RC 吸收的作用

1. 降低尖峰電壓：有效抑制電路中的過電壓，保護(hù)開關(guān)元件和其他器件免受高電壓的損害。
2. 緩沖尖峰電流：減少電流的突變，降低對電路的沖擊，提高電路的穩(wěn)定性。
3. 改善 EMI 品質(zhì)：降低 di/dt 和 dv/dt，減少電磁干擾，提高電路的電磁兼容性。
4. 減低開關(guān)損耗：實(shí)現(xiàn)某種程度的軟開關(guān)，提高電路的效率。
5. 提高效率：不過需要注意的是，若取值不合理不但不能提高效率，弄不好還可能降低效率。

RC 吸收的特點(diǎn)

1. 雙向吸收：一個(gè)典型的被吸收電壓波形中包括上升沿、上升沿過沖、下降沿這三部分，RC 吸收回路在這三個(gè)過程中都會產(chǎn)生吸收功率。通常情況下我們只希望對上升沿過沖實(shí)施吸收，因此這意味著 RC 吸收效率不高。
2. 不能完全吸收：并不是說 RC 吸收不能完全吸收掉上升沿過沖，只是說這樣做付出的代價(jià)太大。RC 吸收最好定一個(gè)合適的吸收指標(biāo)，不要指望它能夠把尖峰完全吸收掉。
3. 能量單向轉(zhuǎn)移：RC 吸收是能量的單向轉(zhuǎn)移，就地將吸收的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。盡管如此，這并不能說損耗增加了，在很多情況下，吸收電阻的發(fā)熱增加了，與電路中另外某個(gè)器件的發(fā)熱減少是相對應(yīng)的，總效率不一定下降。設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)?RC 吸收，在降低電壓尖峰的同時(shí)也有可能提高效率。

吸收的誤區(qū)

1. Buck 續(xù)流二極管反壓尖峰超標(biāo)：有人會拼命在二極管兩端加 RC 吸收，這種方法是錯(cuò)誤的。因?yàn)檫@個(gè)反壓尖峰并不是二極管引起的，盡管表現(xiàn)是在這里。這時(shí)只要加強(qiáng) MOS 管的吸收或者采取其他適當(dāng)?shù)拇胧?，這個(gè)尖峰就會消失或者削弱。
2. 副邊二極管反壓尖峰超標(biāo)：在這個(gè)二極管上拼命吸收也是錯(cuò)誤的，原因是副邊二極管反壓尖峰超標(biāo)都是漏感惹的禍，正確的方法是處理漏感能量。
3. 反激 MOS 反壓超標(biāo)：在 MOS 上拼命吸收同樣錯(cuò)誤。如果是漏感尖峰，或許吸收能夠解決問題。如果是反射電壓引起的，吸收不但不能解決問題，效率還會低得一塌糊涂，因?yàn)楦淖兞送負(fù)洹?/li>

吸收的改善

1. 測量原始震蕩頻率：先不加 RC，用容抗比較低的電壓探頭測出原始的震蕩頻率（注意用低電容的探頭，因?yàn)樘筋^的電容會引起震鈴頻率的改變，使設(shè)計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)），此震蕩是由 LC 形成的，LC 主要是變壓器次級漏感和布線的電感和輸出電容，C 主要是二極管結(jié)電容和變壓器次級的雜散電容。例如，測量二極管 D 兩端原始振蕩頻率，此設(shè)計(jì)中為 33.3MHz（未加 RC 吸收前）。
2. 確定吸收電容值：測出原始震蕩頻率后，可以試著在二極管上面加電容（與二極管并聯(lián)方式），直到震蕩頻率變?yōu)樵瓉淼?1/2（一半）。如增加的電容為 470pF，震蕩頻率變?yōu)?16.7MHz（只加了 C9 后），則原來震蕩的 C（雜散電容）為所加電容的 1/3（意思是 470pF = 3*C），震蕩的主體由原來的 C 變?yōu)榱宋覀兯拥碾娙?C9。
3. 計(jì)算電阻值：知道了吸收電容 C9 的值就可以算 R 值了。一般把 R 加到吸收 C 上時(shí)，震蕩就可以大大衰減。這時(shí)再適當(dāng)調(diào)整 C 值的大小，直到震蕩基本被抑制。此電路中選擇 R = 33R，可以看到振蕩已基本完全消除（加了 RC 后）。

吸收電路測試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1. 吸收電容 C 的影響：并非吸收越多損耗越大，適當(dāng)?shù)奈沼幸粋€(gè)效率最高點(diǎn)。吸收電容 C 的大小與吸收功率（R 的損耗）呈正比關(guān)系，即吸收功率基本上由吸收電容決定。
2. 吸收電阻 R 的影響：吸收電阻的阻值對吸收效果干系重大，影響明顯。吸收電阻的阻值對吸收功率影響不大，即吸收功率主要由吸收電容決定。當(dāng)吸收電容確定后，一個(gè)適中的吸收電阻才能達(dá)到最好的吸收效果。當(dāng)吸收電容確定后，最好的吸收效果發(fā)生在發(fā)生最大吸收功率處，換言之，哪個(gè)電阻發(fā)熱最厲害就最合適。當(dāng)吸收電容確定后，吸收程度對效率的影響可以忽略。