第四章 基本電路設計
4.4 RCD 緩震電路
當功率元件導通或截止時，其功率損失都很小，但開關切換時
（ON-OF 或 OFF-ON）因電壓與電流會有重疊現象而加大開關損失。
當功率元件以高頻切換時，此開關損失更大，不僅降低系統的效率，
對元件所造成的衝擊也隨之加大，因此系統的可靠度也隨之降低。另 外由於電路中的雜散電感與寄生電容的影響，使得功率元件在切換時
產生相當大的突波電壓與電流，而產生嚴重的 EMI，此現象亦可能使 元件的工作點超出其安全工作區，使得功率元件的損壞。由此可見降 低功率元件的開關損失是多麼重要了。解決這個問題除了從功率元件 本身著手外，也可以由設計開關輔助電路（switching aid network）或 稱緩震電路（snubber circuit）著手。
緩震電路利用電容器與電感器的特性改善功率元件的切換軌 跡，減少功率元件的切換損失，並抑制功率元件上的電壓與電流突 波，以保護功率元件。緩震電路一般可分為主動式與被動式兩種。主 動式緩震電路可將儲存於緩震電路中的能量回饋給電源系統，可保護 功率元件並提昇系統效率，但線路較為複雜、成本較高，適合應用於 大功率的應用場合。被動式緩震電路將儲存於緩震電路的能量消耗於 電阻上，此種緩震電路雖無法提昇系統的效率，但由於線路簡單所以 被廣泛的應用。
緩震電路又可以分為導通型緩震電路（Turn-on Snubber，Series）
與截止型緩震電路（Turn-off Snubber，Shunt）兩類，導通型緩震電 路顧名思義乃是改善功率元件導通時的切換特性，截止型緩震電路則 是改善功率元件截止時的切換特性。截止型換震電路又可分為 RC 緩 震電路及 RCD 緩震電路。本論文便是使用截止型 RCD 緩震電路達到 保護功率元件的目的。
圖 4.3.1 所示為典型之截止型 RCD 緩震電路與功率開關並聯使 用。一般緩震電路均跨接於功率開關或整流二極體上，用來抑制電壓 突波與高頻震盪現象。其工作原理說明如下：當功率元件開始截止 時，DS導通，因此直接對電容器CS充電，所以CS的值會影響到功率 元件開路電壓的上升率。當功率元件導通時，CS上的電壓經由 Q 及RS
放電，放電常數為R CS S，RS的考量為必須使CS上的電壓在最低導通 時間內降為零，消耗於RS上的平均功率功率為C VS( CS×VCS) / 2T 。當功 率元件導通時，CS之放電瞬間的電流為VCS /RS，所以必須選擇適當的 電阻值RS。
圖 4.4.1 RCD 截止型緩震電路
本論文中，由於變壓器並非理想變壓器，因此會有漏感產生。此 漏感在功率開關開啟與閉合瞬間，會產生非常大的電流突波，對於變 壓器的的損耗會有所增加，也間接造成功率開關的損耗。有鑑於此，
為了消除漏感對變壓器的影響與保護功率開關，吾人將緩震電路與變 壓器並聯在一起，如圖 4.4.2。
圖 4.4.2 緩震電路實現
圖 4.4.2 所示為緩震電路中各個元件所需之數值與使用二極體種
類。此種緩震電路不但與一般緩震電路的基本運作原理相似，又多了 保護變壓器的功能。