反激變壓器中的漏感能量需要使用特殊的鉗位和/或緩沖電路，以幫助保護電源開關和二極管免受電壓擊穿故障的影響。 RCD 鉗位是保護初級電路的常用方法。 

一、RCD吸收電路

RCD 鉗位通過創建連接到輸入電壓的低阻抗電壓源來工作。 電阻器 Rclamp 耗散與漏感能量相關的功率，而鉗位電容器確保低電壓紋波（見圖 1）。 鉗位電容器電壓在開關周期（具有足夠大的電容值）期間保持恒定，在滿載和最小輸入電壓時最大，這是漏感能量最大的情況。

圖1 使用 RCD 鉗位電路時的初級 MOSFET 漏極電壓

選擇電阻值以保證在最壞情況下（包括長期過載條件）可接受的漏極電壓非常重要。 二極管的類型也很重要，因為緩慢的正向恢復會影響關斷時的最大漏極電壓。 當然，電阻的功耗能力需要滿足應用的需求。

知道漏電感，電阻值可以估計如下，假設沒有雜散電容充電，并且所有漏能量都傳導到緩沖電容器：

其中 LleakP 是移至變壓器初級側時的總漏感，IpkP是發生關斷時的初級電流。 該電路還需要進行測試，以驗證其他寄生效應的潛在影響，以及公式中忽略的參數的貢獻，包括二極管正向電壓和恢復特性。 此外，如前所述，初級鉗位電路設計必須基于效率、峰值漏極電壓、輸出電流限制和交叉調節之間的權衡。

二、非耗散鉗位電路

由于鉗位電路中的功率損耗會顯著影響整體電源效率，因此衍生出許多電路來最小化或消除這種損耗。 盡管在這項工作中取得了成功，但此類解決方案幾乎總是會增加額外的電路復雜性，因此需要進行良好的工程權衡分析。 有一種創新的替代方案，即在反激式電源變壓器中添加一個緩沖繞組。 這種類型的鉗位電路的工作方式與 RCD 鉗位非常不同，如圖 2所示。

圖2 非耗散鉗位電路

這種類型的主要特點是：

• 提高效率，同時降低初級MOSFET 上的電壓應力。

• 改進交叉監管。 鉗位電壓不會立即出現。 它在換向期間逐漸增加，從而降低了振鈴效應。 此外，它的最終電壓明顯低于 RCD 電路，從而實現更平穩和更長的換向。 因此，換向期間次級繞組之間共享的電流較少依賴于變壓器寄生，因此更好地遵循每個輸出的負載水平。

• 在較低負載電流時達到電流限制，這是一個缺點。 從初級到次級的轉換更漸進（更慢），這意味著更多的伏秒損失。 因此，可以在較低的負載電流下達到電源電流限制。

該鉗位電路的工作原理是首先吸收鉗位電容器中的泄漏能量，然后通過稱為緩沖繞組的附加變壓器繞組將其回收。 理論上，沒有能量損失。

三、次級繞組、緩沖器的電壓應力

位于反激變壓器次級側的半導體在換向過程中也會受到電壓瞬變的影響。 在某些情況下，RC 緩沖器等保護電路會很有用（見圖3）。

圖 3 同步整流器的RC緩沖電路

使用同步整流器時，當從次級整流為初級時，MOSFET 兩端的電壓應力可能在兩種不同情況下發生。 首先，在空載時，磁化電流在一個開關周期內改變極性，在同步整流器關閉之前達到峰值負值，導致泄漏能量。 此外，如果在換向過程中初級 MOSFET 存在過度的交叉傳導，則會出現直接變壓器耦合。 這會在次級繞組中產生很強的泄漏能量，并增加同步整流器上的電壓應力。

其次，在滿載時，換向期間兩個 MOSFET 之間的死區時間將導致同步整流器的體二極管導通，從而導致反向恢復問題，從而導致同步整流器中的瞬態應力。

圖4顯示了這兩種情況。 請注意，在滿載時，電壓應力在同步整流器關閉之后發生，但恰好在初級 MOSFET 開啟時發生，從而確認反向恢復。 在空載時，負磁化電流的影響導致同步整流器關閉時的泄漏能量。 對于這種特殊情況，Vgs(Sync) 和 Vgs(FET) 沒有重疊，這限制了空載時的電壓應力。

圖4具有 10Ω/1.2nF 緩沖器和 SIR414 MOSFET 的同步整流器上的電壓應力

電阻和電容有一個最佳值，超過這個值就不能進一步降低電壓應力。 通過使用最終變壓器和 MOSFET 進行測試來優化緩沖器非常重要。

緩沖器關斷損耗可以用這個公式估算，不包括寄生漏源電容：

其中 Csn 是緩沖器電容，IpkS 是峰值負次級電流，LleakS 是移動到次級側時的次級到初級漏電感。 測試并尋找輸出二極管兩端的電壓過沖以確保其額定電壓足夠，這一點很重要。