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一、推挽變換器電壓尖峰過高的成因剖析

推挽變換器電壓尖峰過高的問題，主要源自于變壓器漏感以及功率管關(guān)斷瞬間的電流突變。

在推挽電路的工作過程中，當(dāng)功率管關(guān)斷時(shí)，變壓器漏感中所儲(chǔ)存的能量無法迅速釋放，由此引發(fā)電流的急劇變化。這一突變電流在功率管漏極處引發(fā)尖峰電壓，倘若漏感能量較大，所產(chǎn)生的尖峰電壓幅值極高，足以對功率管（如 MOSFET）造成致命損害。值得注意的是，在推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，MOSFET 是常用的功率管類型，而實(shí)踐中 MOSFET 失效的原因更多是過電壓而非過電流，這與推挽變換器的漏感特性有著密不可分的關(guān)系。

二、推挽變換器電壓尖峰高的應(yīng)對策略

（一）電路優(yōu)化措施

降低變壓器漏感：優(yōu)化變壓器的繞組布局以及參數(shù)設(shè)計(jì)，有助于顯著減少漏感。通過合理規(guī)劃繞組的層間結(jié)構(gòu)、增加繞組的耦合系數(shù)等手段，可以有效降低變壓器的漏感，從而減少關(guān)斷瞬間的能量釋放問題，降低尖峰電壓產(chǎn)生的可能性。

引入吸收電路：在功率管漏極處接入 RCD 吸收電路或 TVS 二極管，能夠起到抑制尖峰電壓的作用。當(dāng)尖峰電壓出現(xiàn)時(shí)，吸收電路可以迅速吸收這部分 excess 能量，將電壓幅值限制在安全范圍內(nèi)，保護(hù)功率管免受過電壓沖擊。

（二）驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)控

軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用：軟開關(guān)技術(shù)通過精細(xì)控制功率管的占空比和死區(qū)時(shí)間，使得功率管在關(guān)斷前能夠逐步降低電流變化率。這種溫和的關(guān)斷過程可以有效減少尖峰電壓的產(chǎn)生，相較于傳統(tǒng)的硬開關(guān)方式，在降低電磁干擾（EMI）方面也具有顯著優(yōu)勢。

同步驅(qū)動(dòng)信號(hào)的優(yōu)化：確保兩只功率管在切換過程中不存在重疊導(dǎo)通區(qū)域，是避免偏磁引起額外尖峰電壓的關(guān)鍵。通過對驅(qū)動(dòng)信號(hào)的精確同步控制，可以確保兩只功率管在工作過程中的協(xié)同性，維持變壓器磁芯的平衡，進(jìn)而減少尖峰電壓的產(chǎn)生。

（三）器件選型與布局優(yōu)化

耐壓器件的選型：在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)電路的輸出電壓要求，選用耐壓等級(jí)具有足夠余量的功率管。通常建議功率管的耐壓值至少要比預(yù)計(jì)最高電壓高出 20% - 30%，為電路運(yùn)行提供足夠的安全裕量。

PCB 布局的優(yōu)化：在印制電路板（PCB）布局設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮降低分布電感的影響。具體而言，要確保功率管漏極的走線盡可能遠(yuǎn)離高頻信號(hào)線，避免高頻信號(hào)的耦合引發(fā)額外的電磁干擾和尖峰電壓。同時(shí)，合理規(guī)劃電源線和地線的布局，縮短關(guān)鍵信號(hào)路徑的長度，降低線路電感，有助于提升整個(gè)電路的電磁兼容性。

三、尖峰電壓處理方法的選擇原則

在實(shí)際的推挽電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，針對尖峰電壓問題，選擇合適的處理方法至關(guān)重要。不同的解決方案在成本、效果、電路復(fù)雜度等方面各有特點(diǎn)，因此需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用場景進(jìn)行綜合權(quán)衡。例如，在對成本敏感的應(yīng)用中，可能優(yōu)先選擇簡單的 RC 吸收電路；而在對性能要求極高的場合，則可能需要結(jié)合多種方法，如同時(shí)采用 TVS 二極管和 LC 濾波器，以實(shí)現(xiàn)最佳的尖峰電壓抑制效果。無論采用何種方法，都必須密切關(guān)注尖峰電壓的幅值和頻率特性，確保所選方案能夠有效地將尖峰電壓抑制在安全范圍內(nèi)，同時(shí)保證系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和可靠性。