RCC电路工作原理[1]
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RCC电路及其原理首先,我们来了解一下RCC电路的构成。
RCC电路由一个电阻、一个电容和一个电源构成。
电源可以是直流电源或交流电源,这取决于实际应用中的需要。
电阻的作用是限制电流的流动,而电容则用于存储电荷。
RCC电路的工作原理是基于电阻和电容的特性。
在电路被连接到电源之前,电容器中没有电荷。
当电路被连接到电源时,电容开始充电。
充电过程中,电流从电源流向电容器,直到电容器被完全充电。
这个过程可以用下面的公式来表示:Q=C*V其中,Q代表储存的电荷量,C代表电容的电容值,V代表电源施加的电压。
一旦电容器被充电,电流开始流过电阻。
电阻的作用是阻碍电流的流动。
根据欧姆定律,电流与电压之间的关系可以用下面的公式表示:I=V/R其中,I代表电流,V代表电压,R代表电阻。
当电容器被充电时,电压的变化率会减慢,因为电阻会阻碍电流的流动。
电压的变化率可以用下面的公式表示:V = V0 * exp(-t / RC)其中,V0代表电容被充电后的最大电压,t代表时间,R代表电阻,C代表电容。
根据这个公式,我们可以看到电压随着时间的推移而变化,并最终趋于稳定值。
RCC电路在实际应用中有多种应用。
最常见的应用之一是在滤波器中。
由于电容可以储存电荷,并根据电压的变化率来改变电流的流动,因此RCC电路可以用于创建低通滤波器或高通滤波器。
具体来说,当信号频率低于截止频率时,电容器的充电和放电过程会导致信号幅度的减小,从而实现低通滤波的效果。
当信号频率高于截止频率时,电容器的充电和放电过程对信号没有明显影响,信号可以通过,从而实现高通滤波的效果。
另一个常见的应用是时间延迟器。
由于电容器需要一段时间来充电和放电,RCC电路可以用于实现信号的延迟效果。
通过选择合适的电阻和电容值,我们可以实现不同的时间延迟。
总的来说,RCC电路是一种常见的电路配置,由电阻、电容和电源组成。
它基于电阻和电容的特性,通过电容器的充电和放电过程实现电压的变化,并具有滤波和时间延迟等实际应用。
rcc自激振荡电路原理我想跟你聊聊一个特别有趣的电路——RCC自激振荡电路。
你知道吗?这就像是一场在微观电子世界里的奇妙“舞蹈”,里面的电子元件们就像一个个小舞者,按照独特的节奏跳动着。
我有个朋友叫小李,他对电路特别着迷。
有一次,我们俩在他那堆满了电子零件的小工作室里,他拿着一个RCC自激振荡电路的板子,眼睛放光地跟我说:“你看这个小电路,它可神奇了!”我当时就懵了,心想这一堆小零件能有多神奇?RCC自激振荡电路呢,主要有几个重要的“角色”。
首先就是变压器啦,这变压器就像是一个能量的“转换站”。
它能把输入的电能以一种特殊的方式进行转换。
就好比是一个超级大厨,把各种食材(电能)用独特的手法(电磁感应原理)变成不一样的美味(不同电压的电能)。
那初级线圈就像是大厨的一只手,负责接收初始的电能。
当电路开始工作的时候,电流通过初级线圈,就像水流进了管道一样。
然后啊,还有电容。
电容这东西可有意思了,它就像一个小水库。
你想啊,在这个电路里,它可以储存电能。
当电流通过的时候,它就把一部分电能储存起来,等到需要的时候再释放出去。
这就好比水库在雨季的时候把水储存起来,等到干旱的时候再放水灌溉农田一样。
那这个电路怎么就自己振荡起来了呢?这就像是一场接力赛。
当电源接通后,初级线圈里有了电流,这个电流的变化会在变压器的磁芯里产生变化的磁场。
这个变化的磁场就像一阵风,吹到了次级线圈上。
次级线圈呢,就像一个灵敏的小耳朵,感应到了这个变化的磁场,然后就产生了感应电动势。
这个感应电动势就像是一个小信号,它会让电路里的电容开始充电或者放电。
我记得我和小李讨论的时候,我就问他:“这电容充电放电就能让电路一直振荡下去?这怎么可能呢?”小李笑了笑说:“嘿,你可别小瞧了这电容的作用。
”当电容放电的时候,它释放的电能又会流回电路里,影响初级线圈里的电流。
这就像一个循环,电流的变化引起磁场变化,磁场变化又产生新的电流变化。
就好像一群小伙伴在玩传接球的游戏,球(电能)不停地在小伙伴(电路元件)之间传来传去,这个过程就形成了自激振荡。
目录摘要ABSTRACT绪论第一章.RCC电路基础简介1.1RCC电路工作原理1.2RCC电路的稳压问题1.3RCC电路占空比的计算1.4RCC电路振荡频率的计算1.5RCC电路变压器的设计第二章.简易RCC基极驱动的缺点及改进设计2.1 简易RCC电路的缺点2.2 开关晶体管恒流驱动的设计第三章.RCC电路的建模及仿真3.1 RCC电路的建模及参数设计3.1.1 主要技术指标3.1.2 变压器的设计3.1.3 电压控制电路的设计3.1.4 驱动电路的设计3.1.5 副边电容、二极管参数的设计3.1.6 其他辅助电路的设计3.2 RCC电路的仿真3.2.1 RCC电路带额定负载时的仿真及设计标准的验证3.2.2 RCC电路带轻载时的仿真3.3 RCC电路的改进及改进后的仿真3.3.1 RCC电路的恒流设计3.3.2带有恒流源的RCC电路的仿真第四章RCC电路间歇振荡的应用实例4.1 三星S10型放像机中的RCC型开关电源RCC电路间歇振荡现象的研究摘要:RCC变换器通常是指自振式反激变换器。
它是由较少的几个器件就可以组成的高效电路,已经广泛用于小功率电路离线工作状态。
由于控制电路能够与少量分立元件一起工作而不会出现差错,所以电路的总的花费要比普通的PWM反激逆变器低。
一方面,当其控制电流过高时就会出现一种间歇振荡现象,从而使得电路的振荡周期在很大范围内变化,类如例如从数百赫兹到数千赫兹之间变化,因而在较大功率输出时将引起变压器等产生异常的噪音,所以需要抑制这种现象的产生。
另一方面,当电路的输出功率输出较小时,却可以利用这种间歇振荡,使开关电路处于低能耗状态。
当需要电路工作时,只需给电路一个信号脉冲即可。
电路本文主要通过实验仿真的方法在RCC电路中加入某些特定的电路从而达到抑制消除这种间歇振荡,同时还简要阐述一些利用间歇振荡的例子。
Abstract:The self-oscillating flyback converter, often referred to as the ringing choke converter (RCC), is a robust, low component-count circuit that has been widely used in low power off-line applications. Since the control of the circuit can be implemented with very few discrete components without loss of performance, the overall cost of the circuit is generally lower than the conventional PWM flyback converter that employs a commercially available integrated control .引言目前采用的大多数开关电源,无论是自激式还是它激式,其电路均为由PWM系统控的稳压电路。
RCC型开关电源变压器的原理RCC型开关电源变压器的原理当前,大多数开关电源变压器(无论自激式或它激式电路)均为PWM系统控制的稳压电路。
在这类开关电源变压器中,开关功率管总是周期性的导通/关断,PWM控制器只是改变每个周期的脉冲宽度。
因为PWM控制器工作在线性区,它不会饱和也不会截止,不会使某一个周期的脉宽为零,也不会失控而接近间歇振荡器自然设定的最大脉宽。
因此,可以说这种控制是连续的,只改变“量”而不改变“质”。
非周期性开关电源变压器则不同,其脉冲控制过程并不是线性连续变化,而只有“0”和“1”两种状态:当开关电源变压器输出电压超过额定值时,脉冲控制器进入饱和导通状态,开关功率管停止振荡;当开关电源变压器输出电压低于额定值时,脉冲控制器关断截止,开关功率管开始振荡。
因此,脉冲控制器只有“0”和“1”两种状态,其振荡是不连续的非周期性的。
而开关功率管在“0”和“1”两种状态之间的时间比取决于负载大小。
当负载设备消耗的电流减小时,因滤波电容放电时间延长,开关电源变压器输出电压不会快速降低,开关功率管就处于截止关断状态,直到输出电压降到额定值以下,开关功率才再次导通。
开关功率管的截止时间取决于负载电流的大小。
此类开关电源变压器,开关功率管的导通/关断不是由PWM系统控制,而是由电平开关通过对输出电压取样比较后进行控制的。
因此这种周期性开关电源变压器非常适合应用于向负载间断性或负载变化较大的设备进行电源供电。
非周期性开关电源的开发周期,均采用它激式电路变换结构,由运算放大器组成的电压比较器将输出电压取样后,变成控制信号电平,来反馈控制它激式振荡器的输出脉冲。
当开关电源输出电压维持额定电压时,比较器输出高电平,振荡器关断输出脉冲信号,使开关功率管截止。
当输出电压低于额定值时,比较器通过取样计算后,输出低电平信号,振荡器脉冲使开关功率管导通,使开关电源输出电压回到额定值。
非周期性开关电源大量应用于家用电器以后,为了简化电路结构,大多数电路结构采用了自激振荡方式,直接采用稳压管作为电平开关。
R C C 設計一,:RCC ( Ringing Choke Converter ) 的工作原理:RCC 是Ringing Choke Converter 的簡稱. 日語稱為自激式反饋轉換器.① 當電壓(V IN )輸入時, 電阻(R 1)接通, 在晶体管(Q1)基極上通入基極電流(ig), 晶体管(Q1)TURN ON. 這時的電流(ig)稱為起動電流.對于RCC 方式, 晶体管(Q1)集電极電流(Ic), 如FIG.2因為 集電极電流必須由0A 開始.可以知道啟動電流(I 較好.由于變壓器 2次側的線圈方向,与1次側的線圈方向相反 當1次側的線圈通電時, 2次側的二极管(D2)為截止狀態,由輸 入端看,就變為只有1次線圈(Np)線圈有電流通過的狀態.(FIG 2)② 當晶体管(Q1) ON 狀態, 輸入電壓(V IN )加在變壓器的1次線圈 (Np)上, 由此基极線圈(N B )上就由匝數比產生相對應的電壓. V B = IN電壓(V B )方向与晶体管(Q1)的導通极性相同,使晶体管(Q1)處于持續導通狀態.○3如FIG.2晶体管(Q1)的集電极電流(I C ), 1次側呈函數性增加. 由此,在某個(T ON )后,集電极電流(I C )与晶体管的直流電流放大率(HFE)之間為 hfe ≦I C I狀態.于是, 晶体管(Q1)不能持續以上ON狀態(基极電流不足),集電极電壓(V CE)從飽和向不飽和轉變.于是, 1次線圈(N P)的電壓降低, 基极線圈(N B)電壓也同比例地降低. 基极電流(I B)減少.由此更加促使了晶体管(Q1)的電流不足狀態.晶体管也就急速地向關閉狀態轉變.○4. 當關閉晶体管(Q1),變壓器各線圈產生反向電壓,2次線圈(N S)的极性對于二极管(D2)為順方向, Array 2次側電流通過二极管(D2),對電容(C1)充電.接下來,電容(C1) 儲存的能量將提供給負載,2次側電流(I S)在(T OFF)過后,線圈儲存的能量放出完畢,呈0A狀態.但是基极線圈(N B)為最小時也會剩留能量,這就是因為這次回振.基极線圈(N B)會產生電壓.再次打開晶体管(Q1)開關電源將繼續工作.(5). 整個工作過程為:Ig ↑à Ib ↑à Ic ↑à Q1飽和à Ib 不能維持Q1的飽和導通à Vce ↑à Np ↓à Nb ↓à Ib ↓àIc ↓à Q1 cut off二:工作模式:1. 連續工作模式的特點:高頻TR的每一個開關周期,都是從非零的能量儲存狀態開始.2. 不連續工作模式的特點:高頻TR的能量在每一個開關周期內都要完全釋放掉.3. 連續工作模式:初級側電流一開始其峰值就較大,開關關斷時需要較高的關斷速度,可減少開關損耗.4. 非連續工作模式:其峰值電流大,因此需選用導通電阻小的MOSEFT.I R I P I PI R(連續模式) (非連續模式)5. 連續模式: a)效率比較高B)電壓較穩定不連續模式:缺點峰值電流大一次繞組的脈動電流I R与峰值電流I P的比例.K RP<1.0 即I P= K RP I P<I P當I R= I P時轉為不連續模式.三:各個工作點的波形參考90VMOS漏极波形V d264VMOS漏极波形90VMOS源极波形264VMOS源极波形90VMOS柵极波形264VMOS柵极波形90V 2SC1815基极波形264V 2SC1815基极波形90V 次級整流二极管的波形264V 次級整流二极管的波形90V MOS漏极波形及源极波形264V MOS漏极波形及源极波形90V MOS源极波形及1815基极波形三個波形的相位比較四:不正确的波形供參考1:264VMOS源极波形(畸形) 264VMOS漏极波形(開不好)90VMOS源极波形(多開)90VMOS源极波形(飽和)五: 高頻TR的設計:1. 初級電流Ip:Ip = Iout x Vout x Tη x Vin min x TonPin =Pout => Pin = Vin x Ip x η x Ton / T = Vout x Iout = Pout2. 初級線經r:r = √Ip / (Id x π ) ( 導電系數: Id =1.5 – 6 A / mm2 )Ip = S x Id = π x r2 x Id3. TR電感量L:TR傳輸能量P= 1/2 x L x Ipk2 x f4. 匝數比N:N = Vout / Vin min5. 初級匝數Np:Np = N x Ip x L x 107 / (S x Bm ) (Bm一般取2000, S為CORE的中柱截面積)6. 次級匝數Ns:Ns = Np x N7. TR制作注意事項:(1). 初級與次級之間要有足夠的安全距离: 5mm以上. 距离不夠, 需打CBT膠帶增加安全距离. 如普通的EE-16型, CBT膠帶寬度為 2.8mm以上.(2). 次級用三層絕緣線: TEX-E(3). 耐壓測試:一般測試規格如下: (遮斷電流為: 2mA )P – S: 3.0KV 1MIN 或 3.6KV 2SP – C: 3.0KV 1MIN 或 3.6KV 2SS – C: 0.5KV 1MIN 或0.6KV 2S實際應用線路圖:。
rcc电路工作原理rcc电路,即电容电阻耦合电路,是一种常用的电路结构。
它的工作原理是通过电容和电阻的耦合作用,实现信号的传输和处理。
在rcc电路中,电容和电阻起到了关键的作用。
电容具有存储电荷的特性,而电阻则能够限制电流的流动。
通过合理选择电容和电阻的数值,可以实现对信号的滤波、放大或衰减等操作。
我们来看一下rcc电路的基本结构。
一般来说,rcc电路由输入端、输出端和中间的耦合元件组成。
输入端是信号的源头,输出端是信号的目的地,而中间的耦合元件则是连接输入和输出的桥梁。
在rcc电路中,电容起到了隔离和耦合的作用。
当信号经过输入端进入电容时,电容会将信号的直流分量隔离,只传递交流分量。
这样可以确保输出端得到的信号是纯净的交流信号。
同时,电容还能够将输入信号的交流分量传递到输出端,实现信号的耦合。
与此同时,电阻在rcc电路中起到了限制电流的作用。
通过选择合适的电阻值,可以控制信号在电路中的流动。
当电阻的阻值较大时,电路对信号的衰减作用较强,可以用来实现信号的衰减或滤波。
而当电阻的阻值较小时,电路对信号的放大作用较强,可以用来实现信号的放大。
除了电容和电阻,rcc电路还可以加入其他元件来实现更复杂的功能。
例如,可以通过在电路中加入晶体管或操作放大器等元件,实现对信号的放大和放大倍数的调节。
这样可以使得rcc电路在实际应用中更加灵活多样。
总结起来,rcc电路是一种基于电容和电阻耦合的电路结构,通过选择合适的电容和电阻数值,可以实现信号的传输、处理和放大等功能。
它在电子领域中应用广泛,是许多电子设备中重要的组成部分。
希望通过本文的介绍,读者对rcc电路的工作原理有了更清晰的了解。
在实际应用中,我们可以根据具体需求选择合适的电容和电阻数值,来实现所需的信号处理功能。
rcc工作原理RCC(Reciprocating Compressor Control)工作原理RCC工作原理是指往复式压缩机的控制原理。
往复式压缩机是一种广泛应用于工业领域的压缩机,其工作原理基于往复运动的活塞,通过压缩气体来提高气体压力。
RCC是一种用于控制往复式压缩机运行的系统,其目的是在不同工况下保持压缩机的稳定运行。
RCC的工作原理可以分为以下几个方面:控制模式、传感器、控制算法和执行机构。
控制模式是指RCC系统对往复式压缩机运行的控制方式。
常见的控制模式有恒定压力控制、恒定流量控制和恒定温度控制。
在恒定压力控制模式下,系统通过调节压缩机的运行来保持输出气体的恒定压力。
在恒定流量控制模式下,系统通过调节压缩机的运行来保持输出气体的恒定流量。
在恒定温度控制模式下,系统通过调节压缩机的运行来保持输出气体的恒定温度。
传感器是RCC系统的重要组成部分,用于采集压缩机运行所需的参数。
常见的传感器包括压力传感器、温度传感器、流量传感器和电流传感器等。
这些传感器能够实时监测压缩机的运行状态,并将采集到的数据传输给控制系统。
然后,控制算法是RCC系统的核心,用于根据传感器采集到的数据进行运算,并输出相应的控制信号。
控制算法通常包括比例控制、积分控制和微分控制等。
比例控制根据当前误差的大小来调节压缩机的运行状态;积分控制根据误差的积分值来调节压缩机的运行状态;微分控制根据误差变化的速率来调节压缩机的运行状态。
通过合理地组合这些控制算法,可以实现对压缩机运行的精确控制。
执行机构是RCC系统的执行部分,负责根据控制算法输出的信号来调节压缩机的运行。
常见的执行机构包括电动阀门、变频器和电动马达等。
电动阀门可以通过开关来控制压缩机的进气量;变频器可以通过调节电动马达的转速来控制压缩机的输出流量;电动马达可以通过改变压缩机的活塞运动来实现压缩气体的压力调节。
RCC工作原理是通过控制模式、传感器、控制算法和执行机构等多个方面来实现对往复式压缩机运行的控制。
RCC動作原理說明電路特性簡介˙RCC(RINGING CHOKE CONVERTER 振盪抑制型轉換器)1.是一種非定頻電源。
通常是指自振式反激變換器。
2.它是由較少的元件就可以組成的高效電路,已廣泛用於小功率電路。
3.由於控制電路能夠與少量分立元件一起工作而不會出現差錯,所以電路的總體花費要比普通的PWM線路低廉。
4.當其控制電流過高時就會出現一種間歇振盪現象,從而使得電路的振盪週期在很大範圍內變化;當電路的輸出功率較小時,卻可以利用這種間歇振盪,使開關電路處於低功耗狀態。
5.RCC電路工作在DCM Boundary模式,因此開關頻率與輸出功率成反比,與輸入電壓成正比。
23如圖所示,由啟動電阻R1使Tr1之iB 電流流動,初級圈P 也有電流流動,此時輔助繞組P’經由點(Dot)處產生正電壓,加大Tr1之偏壓使Tr1呈ON 狀態,而次級繞組ns 也在點(Dot)產生正電壓。
在初始條件(t=0)之下,此時i C 會呈直線增加,一旦VCE(sat)上升至i B *h FE 之點後,i CP 停止上升,導致P 之電壓隨之下降,P ’電壓也減少,使得Tr1的i B 電流大幅降低,進而使Tr1 OFF ,此時P 與P ’極性反轉。
4如圖所示,當Tr1 OFF 時,次級S 會產生電壓,使D1導通而供應能量到負載上。
變壓器釋放出能量後,輔助繞組P ’會經冷次定律產生回擺(Back-Swing)動作使Tr1再次ON,反復動作而形成振盪。
INPUT線路方塊圖OUTPUT6如圖所示,輔助繞組P’產生順向電壓,使電晶體Tr1之基極產生逆向(衰減)電流(由R1及C1之大小決定電流之大小)。
當C1之兩端電壓D3之順向電壓V F 相等時,電容呈開路狀態,電流流過R1及D3,基極電流i b 的動作波形如圖示。
另i c 的大小為i b *h FE ,在儲存時間內(t stg ),ic 會一直增加,直到ic= icp 時,使基極產生逆電流,此時Tr1會OFF。
RCC型开关电源电路原理描述RCC是英文Ringing Choke Converter的缩写,中文称之为振荡抑制型变换器,是变换器中最简单的一种,具有元器件少、生产成本低、调试维修方便等优点,也存在开关电源的峰值高、滤纹电流大等缺点。
此类开关电源工作频率由输出电压/输出电流来改变,因此,它是一种非周期性的开关电源。
RCC型开关电源与常见的PWM型开关电源有一定的区别。
PWM 型开关电源采用独立的PWM系统,开关管总是周期性地通断,通过改变PWM每个周期的脉冲宽度实现稳压调控。
RCC型开关电源的控制过程并非线性连续变化,它只有两个状态:当开关电源输出电压超过额定值时,脉冲控制器输出低电平,开关管截止;当开关电源输出电压低于额定值时,脉冲控制器输出高电平,开关管导通。
当负载电流减小时,滤波电容放电时间延长,输出电压不会很快降低,开关管处于截止状态,直到输出电压降低到额定值以下,开关管才会再次导通。
开关管的截止时间取决于负载电流的大小。
开关管的导通/截止由电平开关从输出电压取样进行控制。
因此这种电源也称非周期性开关电源。
图5-22所示为某一小家电的电源电路,采用的就是RCC开关电源,该RCC型开关电源采用MOSFET作为开关管。
MOSFET开关管的开关特性好,开启损耗和关断损耗较小,可靠性也优于功率三极管。
开关变压器T2和开关管VT2组成自激间歇振荡器。
T2的1-2绕组为VT2漏极提供工作电压,T2的3-4为正反馈绕组。
开机后,电网电压经整流、滤波,产生+300V电压,经R19加到VT2的栅极(G),产生相应的漏一源极电流,T2的3-4反馈绕组输出脉冲电压,加到VT2的栅极,产生正反馈的栅极电压,VT2快速饱和,栅极电压失去对漏.源极电流的控制作用。
在VT2漏.源极电流减小的过程中,T2的3-4绕组输出的负脉冲电压经C14加到VT2的栅极,VT2快速截止。
T2的5-6绕组输出的脉冲电压,经VD17整流、C31滤波,产生约10V的直流电压,经7805稳压后输出+5V电压向负载供电。
目录摘要ABSTRACT绪论第一章.RCC电路基础简介1.1RCC电路工作原理1.2RCC电路的稳压问题1.3RCC电路占空比的计算1.4RCC电路振荡频率的计算1.5RCC电路变压器的设计第二章.简易RCC基极驱动的缺点及改进设计2.1 简易RCC电路的缺点2.2 开关晶体管恒流驱动的设计第三章.RCC电路的建模及仿真3.1 RCC电路的建模及参数设计3.1.1 主要技术指标3.1.2 变压器的设计3.1.3 电压控制电路的设计3.1.4 驱动电路的设计3.1.5 副边电容、二极管参数的设计3.1.6 其他辅助电路的设计3.2 RCC电路的仿真3.2.1 RCC电路带额定负载时的仿真及设计标准的验证3.2.2 RCC电路带轻载时的仿真3.3 RCC电路的改进及改进后的仿真3.3.1 RCC电路的恒流设计3.3.2带有恒流源的RCC电路的仿真第四章RCC电路间歇振荡的应用实例4.1 三星S10型放像机中的RCC型开关电源RCC电路间歇振荡现象的研究摘要:RCC变换器通常是指自振式反激变换器。
它是由较少的几个器件就可以组成的高效电路,已经广泛用于小功率电路离线工作状态。
由于控制电路能够与少量分立元件一起工作而不会出现差错,所以电路的总的花费要比普通的PWM反激逆变器低。
一方面,当其控制电流过高时就会出现一种间歇振荡现象,从而使得电路的振荡周期在很大范围内变化,类如例如从数百赫兹到数千赫兹之间变化,因而在较大功率输出时将引起变压器等产生异常的噪音,所以需要抑制这种现象的产生。
另一方面,当电路的输出功率输出较小时,却可以利用这种间歇振荡,使开关电路处于低能耗状态。
当需要电路工作时,只需给电路一个信号脉冲即可。
电路本文主要通过实验仿真的方法在RCC电路中加入某些特定的电路从而达到抑制消除这种间歇振荡,同时还简要阐述一些利用间歇振荡的例子。
Abstract:The self-oscillating flyback converter, often referred to as the ringing choke converter (RCC), is a robust, low component-count circuit that has been widely used in low power off-line applications. Since the control of the circuit can be implemented with very few discrete components without loss of performance, the overall cost of the circuit is generally lower than the conventional PWM flyback converter that employs a commercially available integrated control .引言目前采用的大多数开关电源,无论是自激式还是它激式,其电路均为由PWM系统控的稳压电路。
在此类开关电源中,开关管总是周期性的通/断,PWM系统只是改变每个周期的脉冲宽度。
PWM系统控制是连续的控制。
非周期性开关电源则不同,其脉冲控制过程并非线性连续变化,而只有两种状态:当开关电源输出电压超过额定值时,脉冲控制器输出低电平,开关管截止;当开关电源输出电压低于额定值时,脉冲控制器输出高电平,开关管导通。
当负载电流减小时,滤波电容放电时间延长,输出电压不会决速降低,开关管处于截止状态,直到输出电压降低到额定值以下,开关管才再次导通。
开关管的截止时间取决于负载电流的大小。
开关管的导通/截止由电平开关从输出电压取样进行控制,因此这种非周期性开关电源极适合向间断性负载或变化较大的负载供电。
初期的非周期性开关电源均采用它激式电路结构,由运算放大器组成电压比较器,将输出的取样电压变成控制电平,控制它激式振荡器的输出脉冲。
当输出电压维持额定电压时比较器输出高电平,振荡器关断输出脉冲,使开关管截止。
当输出电压降低时,比较器输出低电平,振荡器输出脉冲,使开关管导通。
非周期性开关电源进人家用电器以后,为了简化电路,大多数采用自激振荡方式,直接采用稳压管作为电平开关。
由于其控制过程为振荡状态和抑制状态(或称阻塞状态)的时间比,因此称为振荡抑制型变换器( RINGING CHOKECONVERTER,简称RCC型开关稳压器)。
在电路上的明显区别是:PWM开关电源由独立的取样误差放大器和直流放大器组成脉宽调制系统;RCC型电源只是由稳压管组成电平开关,控制开关管的通/断。
反激式自激变换器就是我们通常所指的RCC(Ringing Choke Converter)电路,变压器(储能电感)的工作模式处于临界连续状态,可以方便的实现电流型控制,在结构上是单极点系统,容易得到快速稳定的响应,广泛应用于50W以下的开关电源中。
由于要维持临界连续模式,并且变压器原边电流上升受输入电压影响,因此开关工作频率受输入电压和输出电流的影响,占空比也受输入电压的影响。
在输入电压最高和空载时,工作频率最高。
也正是因为工作频率波动较大,滤波电路的设计也相应较难。
相对于它的缺点,RCC电流的优势也比较突出。
首先是电路结构简单,只需要少数分离原件就可以得到需专用芯片才能实现的电压输出性能,通过良好的设计就可以获得高效和可靠的工作。
其次,许多与驱动有关的困难(驱动波形、变压器饱和等)在自激变换器中得到很好的解决。
而且,由于总是工作于完全能量传递模式,副边整流二极管正向导通电流到零,反向恢复电流和损耗很小,产生的振铃相对于不完全能量传递模式也要小很多,因此输出的高频杂音也要小很多。
另外,原边主管开通始终是零电流,因此效率较高。
早期的RCC变换器只适用于小功率100W以下的开关电源。
近年来,随着研究的深入,改进后的RCC电路解决了交叉导通和变压器饱和等许多棘手问题,其廉价、高效、可靠的性能备受人们青睐。
它的工作形式是完全能量传递型,用电流容易实现。
在结构上是单极点系统,容易得到快速稳定的响应。
为了减少传统RCC变换器存在的开关损耗,提高效率,增大其输入电压的适应范围,改进型RCC电路加入了恒流激励以及延迟导通电路。
由于增加了恒流激励以及延迟导通电路,其振荡分析与传统的RCC变换器有些不同,虽然其电路比较复杂,但其性能大有改善,能在DC127V—DC396V范围内正常工作,可提供250W以上功率,其性价比大有提高。
基于以上特点,RCC电路在低成本高性能电源设备中广泛应用,例如低压小功率模块、家用电气、手机充电器等。
第一章 RCC 电路基础简介1.1 RCC 电路工作原理图1.1.1 RCC 工作基本原理图下面说明实际应用中RCC 电路的工作过程。
图1.1.1给出实际应用最多的RCC 方式的基本电路图。
为简化稳态分析,可做如下近似:(1)、忽略变压器漏感对主管1r T 的集射极电压CE V 的影响,实际使用时需要RCD 箝位;(2)、主电路输出电容足够大,输出绕组电压箝位于输出电压O V ;(3)、稳态时电容2C 上的电压保持不变;(4)、稳态时电阻g R 的作用可以忽略。
1.1.1电路的起动接通输入电源in V 后,电流g i 通过电阻g R 流向开关晶体管1r T 的基极,1r T 导通,g i 称为起动电流。
在RCC 方式中,晶体管1r T 的集电极Ic 必然由零开始逐渐增加,如图1.1.2所示。
因此g i 应尽量小一点。
图1.1.2 晶体管的电流波形此时变压器的次级绕组s N 处于短路状态,从输入一侧看来,电流全部流进p N 线圈,电阻g R 称为起动电阻。
1.1.2开关晶体管处于ON 状态时一旦1Tr 进入ON 状态,输入电压in V 将加在变压器的初级绕组p N 上。
由在数比可知,基极线圈B N 上产生的电压B N 为(/)B B P I N V N N V =该电压与1Tr 导通极性相同,因此B V 将维持 1Tr 的导通状态,此时基极电流B I 是连续的稳定电流。
设晶体管 1Tr 的基极—发射极间的电压1BE V ,二极管2D 的正向电压为2F V ,则B I 可表示为21(/)()B P IN F BE B BN N V V V I R -+= 但是,从图1.1.3可知,1Tr 的集电极电流C I 为一次单调增函数,经过某一断时间on t 后达到C I ,集电极电流与直流电流放大倍数FE h 之间将呈现如下关系:(/)FE C B h I I即在上述公式成立的条件下1Tr 才能维持ON 状态。
在基极电流不足的区域,集电极电压由饱和区域向不饱和区域的转移。
于是,P N 线圈的电压下降,导致B N 线圈的感应电压也随之降低,基极电流B I 进一步减小。
图1.1.3 RCC 方式的开关动作因此1Tr 的基极电流不足状态不断加深,1Tr 迅速转至OFF 状态。
1.1.3晶体管处于OFF 状态时如果晶体管处于OFF 状态,变压器各个绕组将产生反向电动势,次级绕组使4D 导通,电流2i 流过负载,经过某一时间off t 后,变压器能量释放完毕,电流2i 变为0.但是,此时S N 绕组上还有极少量残留的能量,这部分能量再一次返回,使基极绕组B N 产生电压,1Tr 再次ON ,晶体管继续重复前面的开关动作。
图1.1.4给出各个部分的动作波形。
图1.1.4 RCC 方式的动作波形1.2输出电压O V 稳定的问题RCC 方式的稳压器是通过反向电动势使次级的二极管导通向负载提供功率的。
因此,单位时间内变压器存储的能量与输出功率相等,设 变压器初级电感为P L ,有211()2IN P on O O V L t f V I L = 因此,欲使输出电压O V 稳定,频率f 最好随晶体管的ON 时间变化而变化。
图1.2.1所示,要使晶体管OFF ,对于集电极电流而言,只要基极电流不足即可,既然如此,那么只要阻止来自变压器B V 的驱动电流流过1Tr 的基极,让它从旁路流过即可。
这就是连接稳压二极管的目的。
图1.2.1 RCC 方式稳压原理图Z D 的阳极与电容器2C 的阴极相连。
在1Tr OFF 期间,B N 线圈通过导通的3D 为2C 充电,2C 的电压变为负电压,2C 的电压C V 为:C Z BE V V V =-于是齐纳二极管Z D 导通,驱动电流从它所形成的旁路流过,进而使1Tr OFF 。
经过一段时间后,由于输出电压上升,那么图1中2C 的端电压C V 也随输出电压O V 成正比上升。
即在1Tr 的OFF 期间内,变压器存储的能量向负载释放,即使存在负电源,32D C →的充电电流和次级电流S I 也会同时流动。