可饱和电感的开关噪声抑制作用

　　开关转换器的开关频率一般在几十千赫兹到几百千赫兹，转换器的次级侧的整流二极管在高频关断过程中会流过较大的反向恢复电流，因此形成的转换器导通尖峰噪声是开关转换器噪声的重要组成部分。设法减小整流二极管的反向恢复电流，从雨减小转换器的传导和辐射噪声是开关转换器设计中的一个重要方面。

　　在图2（a）所示的正激式转换器电路中，当初级功率开关管V1开始导通，次级整流二极管D1开始导通，D2开始截止时，由于二极管PN结的电荷存储效应，砀中流过的是电流变化率di /dt很大的反向恢复尖峰电流i，致使V1、D1中也有相应的尖峰电流流过。在漏感、线电感等因素的共同作用下，会在转换器的输出端产生高频的导通噪声。在砀上施加的反向电压越大，D2的反向恢复时问越长，反向恢复电流变化率di /dt就越大，转换器输出噪声也就越大。大的反向恢复尖峰电流，不仅会产生电源噪声，也容易损坏整流器件。

　　图1 普通铁氧体电感和可饱和电感的I-t曲线

　　图2 正激式转换器电路

　　当初级功率开关管V1开始截止，次级整流二极管D1开始截止，D2开始导通续流时，由于同样的原因，转换器的输出端也会产生高频关断噪声，关断噪声通常比导通噪声小很多，一般不作为转换设计考虑的重点。

　　为了有效地减小整流二极管的反向恢复电流变化率，在转换器设计中通常采用的措施有：选择无PN结电荷存储效应的、反向恢复时间很短的肖特基二极管或选用反向恢复电流变化率小，具有软恢复特性的整流二极管作为次级整流器件；在整流二极管两端并入RC缓冲电路，或在整流二极管中串人小电感以软化开关电压或反向恢复电流的变化率。由于可饱和电感具有电感系数大、容易饱和、储能作用小等特点，所以非常适合作为限流电感串联在整流二极管支路中，从而使整流二极管的反向恢复电流幅值及变化率都被限制在－个合理的范围内。

　　图1（b）所示的电路中就是在整流二极管支路中串人了可饱和电感。当V1开始导通，D₁开始导通，D₂开始截止时，由于可饱和电感Ls的限流作用，砀中流过的反向恢复电流的幅值和变化率都会有显著地减小，从而有效地抑制了高频导通噪声的产生。在二极管砀导通、关断、导通的过程中，D₂中磁感应强度的变化如图3所示。砀中的电流由正向电流、零电流、反向电流再到零电流的反向恢复过程中，Ls中相应的磁感应强度位于图3中的A、B、C、D各点，在二极管Dz续流导通后，相应的磁感应强度将会由D点重新过渡到A点。在砀由截止变为导通续流时，由于L，存在着导通延时△T，这会影响玑的续流作用，并会在砀的负极产生负值尖峰电压，在电路中增加辅助二极管D₃及电阻R₁，可以较好地解决这一问题。

图3 可饱和电感的B－I曲线

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