在硬開關電路中變壓器中的漏感是一個不利的因素，電源工作時漏感上儲存的能量不能傳遞到次級只能在初級被吸收掉（損耗掉）。最簡單的吸收電路是RCD吸收電路如圖1。

 圖1 RCD吸收電路

 

RCD吸收電路是按照滿載狀態(tài)來設計要能夠吸收掉滿載時候的漏感能量，當輕載的時候漏感的能量比較小但RCD電路參數(shù)已經(jīng)固定了此時的參數(shù)相對于此時的工作狀態(tài)不是最佳導致?lián)p耗增加效率降低。

 

比較理想的是用一個可變電阻替代吸收電路根據(jù)負載狀態(tài)自動的調(diào)節(jié)阻值滿足輕重載時的不同需求，這在實際應用中是用的TVS管替代RCD中的R和C。

 圖2 TVS吸收電路

 

TVS管吸收缺點是成本高了些。

 

一種能達到TVS管同樣效果而又低成本的方法如下圖3。

圖3 低成本MOS管吸收

 

這里也用到了一個TVS管，這個TVS管是信號級的工作原理是當開關管的漏極電壓超過了TVS管的擊穿電壓后TVS管導通并對MOS開關管的柵極充電，MOS管進入線性工作區(qū)拉低漏極電壓。當漏極電壓低壓TVS管擊穿電壓時TVS管關閉，電路恢復正常。這里是將漏感的能量消耗在MOS管上，在設計MOS管功耗散熱時需要把這部分損耗考慮進去。電路只用了一個信號級的TVS管成本上很有優(yōu)勢。

 

圖3這個電路對TVS管的性能和驅(qū)動電阻選值有要求，是否可行還需驗證。還有一種不需TVS管的方法如圖4。

圖4 線性穩(wěn)壓MOS吸收

 

圖4的原理同圖3是一樣的實現(xiàn)的可行性更高些，當PWM開的時候綠色通道為高電平MOS管導通Vds為低電平運放輸出零，紅色通道不影響電路。當PWM關時綠色通道為零電平，Vds電壓升高當高于參考電壓Vref時運放輸出模擬電壓，這個模擬電壓驅(qū)動MOS管線性打開直到Vds低于參考電壓Vref。單看運放、紅色通道、開關管這個環(huán)路其實就是一個基本的線性穩(wěn)壓電路。如果將運放和加法器集成到控制IC中或者采用其它控制方法，成本應當是可以接受。

 

總結(jié)一下這種方法優(yōu)點，電路更簡潔，如果采用集成IC，吸收電路這個地方無需任何附件。兼容輕重負載，具有TVS管的優(yōu)點輕載時效率也高。省掉一個發(fā)熱元件，吸收的能量都通過MOS管消耗掉，公用MOS管上的一個散熱片?？梢蕴岣叩蛪狠斎霑r的效率。還有就是成本低。

下面的是對圖4做的仿真

圖5 線性穩(wěn)壓MOS吸收波形

 

圖5中MOS管的源漏電壓V_ds有一個很窄的尖峰，原因大概是穩(wěn)壓環(huán)路跟不上電壓V_ds的變化速度。試過將柵極電壓下降沿調(diào)緩（減緩V_ds的上升速度）可以抑制住V_ds的窄尖峰不過會增加功耗影響效率。

 

為了消掉這個窄尖峰又把RCD電路加了上去，這個窄尖峰能量不多只需小功率的RCD吸收即可，下圖是只加RCD電路無線性穩(wěn)壓吸收的波形圖

 圖6 只有小功率RCD吸收電路的波形

 

因為RCD吸收功率小不足以吸收掉漏感的能量所以MOS管的漏極電壓升的很高。同樣這個RCD吸收電路再增加線性穩(wěn)壓吸收后的波形如圖7

圖7 加入小功率RCD的線性穩(wěn)壓吸收波形

 

線性穩(wěn)壓吸收的基準設置的是550V圖中的MOS管電壓也被限制在550V，圖中的柵極電壓紅圈處可見MOS管在此區(qū)間工作于線性區(qū)因MOS管電壓被鉗位在550V所以此區(qū)間主要吸收的是漏感能量。