下载文档原格式
1 缓冲电路作用缓冲电路一般并联在开关器件两端，重要有克制过电压、减少器件损耗、消除电磁干扰的作用。
1) 克制过电压逆变器高频工作时，开关器件快速开通、关断。
由于主电路存在杂散电感，器件在开关过程中，急剧变化的主电路电流会在杂散电感上感应出很高的电压，使器件在关断时承受很高的关断电压。
在器件关断时，主电路杂散电感上会产生与直流电压同向的感应电压pdiL dt，若无缓冲电路，则该电压会加在器件两端形成过电压，当该电压超过器件额定电压时，器件损坏。
此外，反并联二极管在反向恢复时产生的di/dt 也会导致较高的过电压。
2) 减少器件损耗已知器件的功耗由下式决定：01TP uidt T=⎰ (1.1)在电路中增长缓冲电路，可以改变器件的电压、电流波形，进而减少损耗。
从下图可知，在没有缓冲电路时，电压快速升至最大值，而此时电流仍然是最大值，此时的损耗最大。
加入缓冲电路后，避免了电压、电流出现同时最大值的情况，损耗得以减少。
U DS无缓冲电路U DS I DI D有缓冲电路3) 消除电磁干扰电路运营时，在没有缓冲电路的情况下，器件两端电压会发生高频振荡，产生电磁干扰。
采用缓冲电路，可克制器件两端电压的高频振荡，起到减小电磁干扰的作用。
因此，减少或消除器件电压、电流尖峰，限制dI/dt 或dV/dt ，减少开关过程中的振荡以及损耗，我们在逆变器中设计缓冲电路，以保证器件安全可靠工作。
2 杂散电感的测量与计算设计缓冲回路之前，一方面需要拟定杂散参数的量。
杂散电感是特定电路布局的结果，不容易计算出来，我们一般采用测量的方法来拟定杂散电感的大小。
在没有任何缓冲回路时，用示波器观测器件关断时的振荡周期T1；接着，在开关管两端并联一个值拟定的电容，即测试电容test C ，重新测量器件关断时的振荡周期T2。
则杂散电感可由下式得出：2221p 2()L 4testT T C π-=(2.1)杂散电容为：21(2)p p i C L f π=(2.2)其中i f 为无缓冲电路时的振荡频率。
缓冲电路工作原理
缓冲电路是一种用于增强信号传输能力的电路。
其工作原理是将输入信号经过放大并调整后输出，从而保持信号的幅度和形状不发生变化。
缓冲电路通常由一个极高的输入阻抗和一个低输出阻抗组成。
输入阻抗的高值可以保证输入信号不受到电路负载的干扰，不会发生波形衰减或失真。
输出阻抗的低值可以保证输出信号能够提供足够的电流供应给下游负载，从而防止信号损失。
具体来说，缓冲电路通常使用运放（运算放大器）作为基本元件。
运放的非反馈输入端连接到输入信号源，通过放大器部分使信号得到放大，而反馈输入端连接到输出端，实现信号的稳定和调整。
通过适当选择电阻、电容和反馈连接方式，可以调整放大倍数、幅频特性和相位特性等。
总而言之，缓冲电路通过提供高输入阻抗和低输出阻抗，可以保持信号的幅度和形状以实现信号的传输和放大。
这种电路常用于信号传输过程中的信号匹配、电平转换和信号放大等场景中。
rcd缓冲电路的工作原理（原创实用版）目录1.RCD 缓冲电路的组成元件2.RCD 缓冲电路的工作原理3.RCD 缓冲电路与 RC 缓冲电路的比较4.RCD 缓冲电路的优点5.RCD 缓冲电路在电源保护中的应用正文RCD 缓冲电路是一种常见的电源保护电路，其主要组成元件包括二极管、电容和电阻。
当电源开关打开或关闭时，RCD 缓冲电路可以有效地保护电路免受浪涌电压的损害。
下面我们将详细介绍 RCD 缓冲电路的工作原理以及与 RC 缓冲电路的比较，并探讨 RCD 缓冲电路的优点以及在电源保护中的应用。
RCD 缓冲电路的工作原理主要基于电容和电阻对电压的限制作用。
当电源开关打开时，电容开始充电，储存能量。
当电源开关关闭时，电容通过电阻放电，使得电容端的电压不会突变。
这样可以有效地防止电源开关关闭时产生的浪涌电压对电路造成损害。
与 RC 缓冲电路相比，RCD 缓冲电路具有更好的抑制浪涌电压的能力。
在 RC 缓冲电路中，电容和电阻分别对电压和电流进行限制，但在 RCD 缓冲电路中，电容和电阻同时对电压和电流进行限制，使得电路的稳定性更好。
RCD 缓冲电路的优点主要有以下几点：首先，RCD 缓冲电路可以有效地抑制浪涌电压，保护电路免受损害。
其次，RCD 缓冲电路的结构简单，成本较低，易于实现。
最后，RCD 缓冲电路的响应速度快，可以实现实时保护。
在电源保护中，RCD 缓冲电路被广泛应用。
例如，在反激式开关电源中，RCD 缓冲电路可以有效地保护开关管免受浪涌电压的损害。
此外，RCD 缓冲电路还可以用于保护电机、变压器等电力设备，防止因电源电压波动而造成的设备损坏。
总之，RCD 缓冲电路具有很好的抑制浪涌电压的能力，可以有效地保护电路免受损害。
与 RC 缓冲电路相比，RCD 缓冲电路具有更好的抑制浪涌电压的能力，且结构简单、成本低、响应速度快等优点。
缓冲电路工作原理
缓冲电路是一种重要的电路功能模块，它的主要作用是增强信号的驱动能力并提供信号的适配。
在缓冲电路中，常用的构成元器件是晶体管。
晶体管是一种电子器件，具有放大信号的能力。
缓冲电路通常由输入端、输出端和一个晶体管组成。
当输入信号通过输入端进入缓冲电路时，晶体管会起到放大输入信号的作用。
晶体管的输出信号通过输出端进入外部电路或负载。
缓冲电路的输出信号近似等于输入信号，但其驱动能力大大增强。
实际上，缓冲电路的工作原理是通过放大的过程来实现的。
输入信号经过晶体管的放大作用，其电流或电压增大，从而能够推动更大的电流或电压到输出端。
这就使得缓冲电路能够驱动更大的负载，保持输出信号的稳定性。
缓冲电路还具备信号适配的功能。
当输入信号的电压或电流与输出端要求不匹配时，缓冲电路能够将输入信号转化为适合输出端要求的信号。
这种适配能力使得缓冲电路在不同电路模块之间起到信号传输的桥梁作用。
总之，缓冲电路通过晶体管的放大作用来增强信号的驱动能力，并实现信号的适配。
它在各种电子设备中广泛应用，为信号传输和信号处理提供了重要的支持。
运放稳定性（5）：单电源缓冲器电路的实际设计作者：Tim Green，TI公司本系列的第5部分将着重讨论"实际"应用，我们到目前为止所学会的技巧和经验都将得到应用，帮助我们方便地稳定一个复杂的电路。
我们将设计一个通用单电源缓冲放大器（将2.1V 缓冲至4.1V参考），5V单电源供电使它能够线性地工作，可提供较大的输出电流（>13mA），并在 -40°C 至 +125°C工作温度范围的飘移为0.4V。
虽然可将该电路用于许多应用中，但我们仍将简要介绍一下促使给出这个设计的原因，并解释为何没有现成的电路可用来完成此项工作。
我们这里采用综合技术来开发器件网络，以提供一个证明对许多运放应用都有益的稳定电路。
技术背景：在实际应用中，惠斯通电桥的一个常见应用就是压力测量。
如图5.1所示，随着所加压力变化，很多这种压力传感器都具有明显的二阶非线性特性。
除了随所加压力变化而产生的非线性外，许多压力传感器随温度变化在偏移量和范围上也有非线性特性。
用来校正这些误差的一种现代解决方法是在压力传感器中内置电子电路，然后将电子电路与压力传感器作为一个模块，随着温度的变化进行数字校准。
一种适用于此类用途的IC是由德州仪器公司提供的Burr-Brown 产品PGA309（如图5.2所示）。
此输出电压已经过数字校准的传感器，其信号调整IC包含有一个模拟传感器线性化电路，该电路将输出电压的一部分反馈至传感器的电压激励引脚，从而以20:1的改良比例对二阶非线性进行线性化。
因此，VEXC引脚将随传感器所加压力的变化而对其电压进行调整。
此电路的一个局限就是其传感器激励引脚VEXC，在工作温度范围内限制在5mA最大输出电流上。
这里我们遇到了一个两难的境地，即如何用一个阻抗来激励要求电流超过5mA 的传感器。
设计要求：图5.3详细给出了主要的设计指标。
我们希望用一个容差为10%的5V电源来供电。
缓冲电路的工作原理
缓冲电路是一种用于增强电信号的电路。
它的工作原理是将输入信号经过放大并输出，以提供一个更强的电信号给下游电路或设备使用。
缓冲电路主要由运放（操作放大器）构成。
运放是一个高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的电子设备，它能够将输入信号放大到较高的幅度并提供一个稳定的输出。
在缓冲电路中，输入信号被连接到运放的非反馈输入端，而输出信号则从运放的输出端获得。
当输入信号进入缓冲电路时，它会经过放大器的非反馈输入端，并被放大器内部的放大器级放大。
随后，放大后的信号通过放大器的反馈网络进行反馈，从而调整输出信号的幅度和相位。
通过反馈，缓冲电路可以保持相对稳定的增益和频率响应，并提供高度可靠的输出。
缓冲电路的作用是为了实现信号的增强和保护。
它可以将输入信号放大到更高的电平，从而克服信号丢失或衰减的问题。
此外，由于缓冲电路具有低输出阻抗，它可以有效地驱动下游电路或设备，确保信号传输的质量和稳定性。
总之，缓冲电路通过运放的放大作用，将输入信号放大并输出，从而增强信号的强度和质量，保护信号免受损失和干扰。
它在电子设备和电路中起着重要的作用，提高了信号传输的可靠性和效果。
缓冲电路设计方法1. RCD 缓冲电路∙Lm=L1+L2 ∙Ls∙Cs∙Ds∙Rs ：：：：：电源线的线电感缓冲电路电感缓冲电容缓冲二极管缓冲电阻2. 关断波形∙Io∙Vcesp∙Vcep∙Ed∙Vfp(Ds)：：：：：集电极关断电流Ls引起的尖峰电压峰值Cs充电的峰值电压电源电压缓冲二极管的正向恢复电压∙Vfp(Ds)∙Ls应尽量小应尽量小∙Lm∙Cs应尽量小应足够大3. 缓冲电路的选择(1)缓冲电容(Cs)∙Lm∙Io∙Vcep：：1μH/m2×Ic(Rated)0.9×Vces400V for AC 220V, 800V for AC 440VEd ：：(2)缓冲电阻(Rs)·f:开关频率4. 缓冲电路类型5. 缓冲参数表1000V/GTR: Z- 系列型号Ic(DC) Vces 缓冲器类型Cs(Ed=650V)Rs(Lm=1μH,f=15kHz)Ds2DI30Z-100 30A600VA(Lm=0.5μH)0.033 μF- -2DI50Z-100 50A 0.094 μF- -2DI75Z-100 75AB(Lm=1.0μH)0.15 μF 1.2kΩ/60W ERG27-102DI100Z-100 100A 0.22 μF 1.0kΩ/100W ERG27-10 2DI150Z-100 150A 0.56 μF330Ω/230W ERG27-101DI200Z-100 200AC(Lm=1.0μH)2.7 μF68Ω/400WERG27-10ERG77-101DI300Z-100 300A 6.4 μF33Ω/900W ERG27-10 ERG77-101200V/GTR: Z- 系列型号Ic(DC) Vces 缓冲器类型Cs(Ed=800V)Rs(Lm=1μH,f=15kHz)Ds2DI30Z-120 30A1200VA(Lm=0.5μH)0.022 μF- -2DI50Z-120 50A 0.068 μF- -2DI75Z-120 75AB(Lm=1.0μH)0.1 μF 2.2kΩ/60W ERG28-122DI100Z-120 100A 0.47 μF330Ω/100W ERG28-12 2DI150Z-120 150A 0.56 μF330Ω/230W ERG28-121DI200Z-120 200AC(Lm=1.0μH)2.2 μF68Ω/400WERG28-12ERG78-121DI300Z-120 300A 4.7 μF33Ω/900W ERG28-12 ERG78-12600V/IGBT系列 *（L/F系列，部分N系列）型号Ic(DC) Vces 缓冲器类型Cs(Ed=400V)Rs(Lm=1μH,f=15kHz)Ds6MBI10*-060 10A600V A(L m=0.5μH)0.033μF- -6MBI15*-060 15A 0.1μF- - 6MBI20*-060 20A 0.16μF- - 6MBI30*-060 30A 0.33μF- -6MBI50*-06050A 1.0μF- -2MBI50*-060 0.33μF- -6MBI75*-06075AB(Lm=1.0μH)1.6μF16Ω/420W ERE24-062MBI75*-060 0.47μF56Ω/420W ERE24-066MBI100*-060100A 2.2μF10Ω/750W ERE24-062MBI100*-060 0.68μF22Ω/750W ERE24-06 2MBI150*-060 150A 1.8μF16Ω/1.7kW ERE24-06 2MBI200*-060 200A 3.3μF 6.8Ω/3.0kW ERE24-062MBI300*-060 300AC(Lm=1.0μH)10.0μF 2.2Ω/6.8kWERE24-06ERE74-062MBI400*-060 400A 18.0μF 1.6Ω/12kW ERE24-06×2P ERE74-06×2P1200V/IGBT 系列 *（L/F 系列，部分N 系列）型号Ic(DC)Vces缓冲器类型 Cs(Ed=800V)Rs (Lm=1μH,f=15kHz)Ds 6MBI8*-120 8A 1200VA (Lm=0.5μH)0.0068μF - - 6MBI15*-120 15A 0.022μF - - 6MBI25*-120 25A 0.068μF - - 2MBI25*-120 30A 0.022μF - - 6MBI50*-120 50A 0.068μF - -2MBI75*-12075AB (Lm=1.0μH)0.1μF 220Ω/420W ERG28-12 2MBI100*-120 100A 0.47μF 56Ω/750W ERG28-12 2MBI150*-120 150A 0.56μF 47Ω/1.7kW ERG28-12 1MBI200*-120 200A C (Lm=1.0μH)2.2μF 10Ω/3.0kW ERG28-12 ERG78-12 1MBI300*-120 300A4.7μF5.6Ω/6.8kWERG28-12 ERG78-126. 低电感线路的基本结构(1) 叠层导线板(2) 叠层导线条7. 电容缓冲器电路（集中缓冲)缓冲电容的选择∙ L ∙ Io ∙Vceo ∙Ed：分布电感 ：关断时的Ic ：尖峰电压 ：DC 电源电压8. 集中缓冲器电容（参考值）元件规格栅极驱动条件电源电路的分布电感缓冲电容-Vge(V) Rg(Ω)(μH)(μF)600V50A5―15≥51- 0.47 75A ≥33100A ≥24150A ≥16 ≤0.2 1.5 200A ≥9.1 ≤0.16 2.2 300A ≥6.8 ≤0.1 3.3 400A ≥4.7 ≤0.08 4.71200V50A5―15≥24- 0.47 75A ≥16100A ≥9.1150A ≥5.6 ≤0.2 1.5 200A ≥4.7 ≤0.16 2.2 300A ≥2.7 ≤0.1 3.3。
缓冲电路的作用与基本类型1、缓冲电路的作用与基本类型电力电子器件的缓冲电路(snubber circuit)又称吸收电路，它是电力电子器件的一种重要的保护电路，不仅用于半控型器件的保护，而且在全控型器件（如GTR、GTO、功率MOSFET和IGBT等）的应用技术中起着重要的作用。
晶闸管开通时，为了防止过大的电流上升率而烧坏器件，往往在主电路中串入一个扼流电感，以限制过大的di/dt，串联电感及其配件组成了开通缓冲电路，或称串联缓冲电路。
晶闸管关断时，电源|稳压器电压突加在管子上，为了抑制瞬时过电压和过大的电压上升率，以防止晶闸管内部流过过大的结电容电流而误触发，需要在晶闸管的两端并联一个RC网络，构成关断缓冲电路，或称并联缓冲电路。
GTR、GTO等全控型自关断器件在实际使用中都必须配用开通和关断缓冲电路；但其作用与晶闸管的缓冲电路有所不同，电路结构也有差别。
主要原因是全控型器件的工作频率要比晶闸管高得多，因此开通与关断损耗是影响这种开关器件正常运行的重要因素之一。
例如，GTR在动态开关过程中易产生二次击穿的现象，这种现象又与开关损耗直接相关。
所以减少全控器件的开关损耗至关重要，缓冲电路的主要作用正是如此，也就是说GTR和功率MOSFET用缓冲电路抑制di/dt和du/dt，主要是为了改变器件的开关轨迹，使开关损耗减少，进而使器件可靠地运行。
图1(a)是没有缓冲电路时GTR开关过程中集电极电压uCE和集电极电流i C的波形，由图可见开通和关断过程中都存在uCE和iC同时达到最大值的时刻；因此出现了瞬时的最大开关损耗功率Pon和Poff，从而危及器件的安全。
所以，应采用开通和关断缓冲电路，抑制开通时的di/dt，降低关断时的du/dt，使uCE 和iC的最大值不会同时出现。
图1(b)是GTR开关过程中的uCE和iC的轨迹，其中轨迹1和2是没有缓冲电路的情况，开通时uCE由UCC（电源电压）经矩形轨迹降到0，相应地i C由0升到ICM；关断时iC由ICM经矩形轨迹降到0，相应地uCE由0升高到UCC。
开关电源中的全部缓冲吸收电路解析基本拓扑电路上一般没有吸收缓冲电路，实际电路上一般有吸收缓冲电路，吸收与缓冲是工程需要，不是拓扑需要。
吸收与缓冲的功效：●防止器件损坏，吸收防止电压击穿，缓冲防止电流击穿●使功率器件远离危险工作区，从而提高可靠性●降低（开关）器件损耗，或者实现某种程度的关软开●降低di/dt和dv/dt，降低振铃，改善EMI品质●提高效率（提高效率是可能的，但弄不好也可能降低效率）也就是说，防止器件损坏只是吸收与缓冲的功效之一，其他功效也是很有价值的。
吸收吸收是对电压尖峰而言。
电压尖峰的成因：●电压尖峰是电感续流引起的。
●引起电压尖峰的电感可能是：变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等。
●引起电压尖峰的电流可能是：拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。
减少电压尖峰的主要措施是：●减少可能引起电压尖峰的电感，比如漏感、布线电感等●减少可能引起电压尖峰的电流，比如二极管反向恢复电流等●如果可能的话，将上述电感能量转移到别处。
●采取上述措施后电压尖峰仍然不能接受，最后才考虑吸收。
吸收是不得已的技术措施拓扑吸将开关管Q1、拓扑续流二极管D1和一个无损的拓扑电容C2组成一个在布线上尽可能简短的吸收回路。
拓扑吸收的特点：●同时将Q1、D1的电压尖峰、振铃减少到最低程度。
●拓扑吸收是无损吸收，效率较高。
●吸收电容C2可以在大范围内取值。
●拓扑吸收是硬开关，因为拓扑是硬开关。
体二极管反向恢复吸收开关器件的体二极管的反向恢复特性，在关断电压的上升沿发挥作用，有降低电压尖峰的吸收效应。
RC 吸收● RC吸收的本质是阻尼吸收。
●有人认为R 是限流作用，C是吸收。
实际情况刚好相反。
●电阻R 的最重要作用是产生阻尼，吸收电压尖峰的谐振能量，是功率器件。
●电容C的作用也并不是电压吸收，而是为R阻尼提供能量通道。
● RC吸收并联于谐振回路上，C提供谐振能量通道，C 的大小决定吸收程度，最终目的是使R形成功率吸收。
开关器件在开关过程中，除了du/dt和di/dt有限制外，还有电压、电流、功耗等参数的限制。
采用缓冲电路可以有效的减小开关损耗、抑制过电压，过电流。
由于MOSFET器件允许短路时间一般在微秒级，快速熔断器的保护不适合。
开关器件在承受过电压时，内部PN结被雪崩击穿，会造成器件短路，因此过电压必然导致过电流，器件过电流后，器件功率损耗增加，温度升高，导致内波PN结层烧坏，使器件永久损坏。
过压的产生主要有以下几个方面：1、雷击、高压断路器动作等引起的冲击电压，也称浪涌电压，一般持续时间在微秒级到毫秒级。
2、变流输出侧在大电流情况下切断（如切断大的感性负载），将引起输出侧的过电压。
3、器件换相过程中，因电容和电感共同作用引起器件两端过电压。
（电力电子技术及应用P65）针对功率器件过电压的保护，主要有缓冲吸收电路和稳压元件吸收电路。
缓冲吸收电路主要用于高频率、短时间的场合。
常用缓冲电路为RC缓冲电路。
在任意一个开关时序中，有三个MOSFET开通，且功率器件为串联形式，并且与电感串联组成回路。
因此只需要在RC缓冲电路的基础上并联一个电阻，就具有了动态均压的功能。
如下图所示。
同时选取相同功率器件IRFP460。
缓冲电路的主要形式有如下图四种。
下图a所示，在小功率场合，一般只需要在开关器件并联一个小电容（一般小于0.47uF），就能达到良好的缓冲效果，并联的电容能够吸收开关管关断时产生的电压尖峰，并且储存起来，在开关管下一次导通时，电容释放能量。
a)b)c)d) 1S2SC1S2SC1SR2SR1SDSD1S2SR开关器件在导通瞬间，电容放电，将产生较大电流冲击，容易损坏器件，可以串联一个限流电阻Rs构成电阻电容吸收式缓冲电路（RC缓冲电路），如上图b所示。
开关器件可上下两个桥臂共用一个RC缓冲电路，每个开关器件独立使用一个RC缓冲电路效果更好。
参数选择在一个开关周期内，设母线线路电感为Lm，由于开关器件为反相串联，在一个开关周期反相串联的一对开关管中只有一个开关管有开通和关断的过程，另一个开关管一直关断，设电容Cs1（或Cs2）充电后电压为Ed，在开关器件关断过程中，会在线路电感Lm两端产生反相电动势Lmdi/dt，使母线产生一个尖峰电压，这个电压迅速通过电阻Rs1（或Rs2）对Cs1（或Cs2）充电，电容吸收电压，储存能量。
