第6章 RCC电源的设计
RCC电源计算
100
V
V
A
V
15
W
23.08
W
0.2303
A
8.3333
mS
47.99
uF
说明
RCC开关电源变压器的计算
最小输入交
流电压
90
V
最大输入交
流电压
264
V
最小输入直
流电压
103.5
V
(Vindcmin)
最大输入直
流电压
373
V
(Vindcmax)
最大占空比 (Dmax)
0.4
开关频率 (Fs)
50
输出电压 (Vo) 输出功率 (Po) 电源效率 (η) 输入功率 (Pin) 开关导通时 间(Ton) 开关关断时 间(Toff) 初级峰值电 流(Ip) 初级电感量 (Lp)
0.3 0.3 0.9
3.12 62.5 120 50
115.47 18%
523.47 523.47 0.66
0.59
0.71 1.99 0.03 2.73 221 22.52
输出二极管的选择与热计算
二极管的正 向电压降 二极管的反 向漏电流 二极管结到 空气的热阻 二极管结到 引脚的热阻 要求二极管 的最高结温 二极管的正 向峰值电流
87
RM6 0.366 2.86
88
RM6H 0.313 2.69
16.2 6.5
89
RM8 0.64
90
RM8H 0.52
91
RM10 0.78
92
RM12 1.46
93
RM14
2
94 EFD1212 0.072
95 EFD1318 0.126
RCC(自反馈式反激)电源设计步骤及要点
RCC（自反馈式反激）电源设计步骤及要点
引言：RCC电源结构简单，元器件数量少，但对大多数元器件质量要求很高，所以在设计电源时请结合自身的条件选择拓补。
但不代表某些人所说的“RCC电源容易坏”这个观点，因此结合实际来设计电源是最合适的。
设计步骤
1，计算输入功率P=Po/(0.7~0.89)
2，按照P大小决定使用开关管BJT/MOS，当P大于18W时，推荐使用MOS
3，设计驱动部分
3.1．驱动BJT，电流型驱动，计算驱动电流Ins=2*P/Vmin*β，驱动电压（即反馈绕组电压）推荐6~9V
3.2．驱动MOS，电压驱动，计算驱动电压Vns=Ns（反馈绕组）*Vmin*Dmax/Np大于10V
4，计算主电流回路及元件参数
4.1．计算连续时峰值电流Ip=2*P/Vmin*Dmax
4.2．计算限流保护电阻R≈0.75/Ip*Ip
4.3．开关管选用Io>2Ip，耐压选450~600V
5，设计变压器，在这里要说明一下，变压器的设计最好在满足1.5倍功率下进行设计
5.1．按上面步骤设计变压器，几个关键参数临界电流Iob选（0.5~0.8）*Io
5.2．变压器的漏感尽量做小以减下振铃对开关管的影响，从而也减小了吸收的损耗
5.3．变压器的原边电感在保证磁芯不饱和的情况下做到最大，可以帮助调试空载跳频
5.4．变压器结构说明，反馈绕组最好在第一层疏绕，初级-次级，当然有条件的可以选择三明治绕法6，输出整流滤波/反馈环路与普通反激设计相同，在此就不列举了。
手把手教你RCC电源变压器设计方法
手把手教你RCC电源变压器设计方法
RCC电路对于电源设计来说非常常见，也极其重要。
说到RCC电路，
可以根据功率管的不同分为两种：一是用三极管制作；另一种是用MOS 管。
两者的差别在于电路会稍有不同，但原理相同。
三极管是一个电流控制的电流源，如果基极电流为Ib，则其极电即为此IB 值乘以一个放大倍数；而MOS 属电压控制型电流源，也就是允许流过的最大集电极电流是由GS 极的电压值决定的，相应的，三极管做成的RCC电路是通过控制其基极电流来控制最大集电极电流(原边峰值电流)来调节输出能量大小(调节输出电压)，而MOS管是通过调节GS 极之间的电压来控制其原边峰值电流。
请看上图，是一个典型的用MOS管做的RCC电路。
下面根据自己的理解来分析一下此电路的工作过程：
1、启动：当开启电源后，高压通过RST，经过MOS的GS极，再经过RS，注入基极电流，因为MOS的GS 极之间有结电容，因此GS极电压升高，GS导通，RS 的上侧会对地产生一个电压，此电压通过RF，给Q1基极注入电流。
因MOS正在导通中，所以NS2的同名端感兴出一个正电压来，这个电压通过RL2，D2，RZCD，CZCD，再到Q1极电极，因RS给Q1已
经注入基极电流，Q1导通。
2、将VG电压拉下，MOS 关闭。
MOS关闭电压反激，NS2同名端电压被拉到0，即为地电压，因RCD上端为地电压，所以此时Q1的极电极电压为负，便快速的给MOS的GS极的结电容放电。
加速了MOS的关闭。
同时反激能量通过NS1传给负载，于是次级建立起输出电压，次级控制电路亦开始起作用。
当变压器储存能量放完后，NS2 两端电压消失，CO2 已经储能，。
RCC变换器的电路结构
一、RCC 变换器的电路结构RCC 变换器材是Ringing Choke Converter 的简称，广泛应用50W 以下的开关电源中。
它不需要自励式振荡器，结构简单，由输入电压与输出电流改变频率。
RCC 的基本电路如图6—13所示，电压和电流波形如图6—14所示。
在1VT 导通ON t 期间变压器1T 从输入侧蓄积能量，在下一次截止期间O FF t 变压器1T 蓄积的能量释放供给输出负载。
OFF t 结束时，变压器电压1T U 波形自由振荡返回到0V ，见图6—14（c ）。
这电压通过基绕组加到开关晶体管1VT 的基极，因此，晶体管1VT 触发导通，1VT 一导通就进入开始下一个工作周期。
输入电压in U 是输入交流电压经整流的直流电压。
6—13 RCC 基本电路图6—14 电压和电流波形ON t 时的等效电路如图6—15（a ）所示。
晶体管1VT 导通，因此变压器1T 的初级线圈两端加上电压in U 。
图6—15 RCC 的等效电路（a ：ON t 时；b ：OFF t 时）另一方面，在变压器次侧2C 放电，供给输出电流O I 。
这期间，输出二极管1VD 中无电流，因此，变压器初次级侧不产生相互作用。
1L 中蓄积的能力为2211I L ⨯。
OFF t 时等效电路如图6—15（b ）所示，因初级侧无电流，所以，图中未画出。
ON t 时1L 中蓄积的能力通过变压器1T 的次级侧线圈2L 释放给次级侧。
从ON t 转换到OFF t 瞬间，初次级侧线圈的安匝相等原理仍成立，因此，若变压器初级侧能力全部传递给次级侧，则P P I N I N 2211⨯=⨯ （6—32）匝比n 为12N N n =（6—33） 电感与之比是与绕组匝数平方成正比例，即122122L L NN n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （6—34） 传递给次级侧能量就变为输出功率。
图6—16示出次级侧电压与电流之间关系。
设变压器输出功率为2P ，则f I L I U P P O o ⨯⨯⨯⨯=⨯=η222221 （6—35） L F o U U U U ⨯⨯=2 （6—36）图6—16 次级侧电压与电流之间的关系式中，η为变压器的效率。
自激振荡开关电源分析
自激振荡（RCC）开关电源中山市技师学院一、概述目前市场上销售的手机充电器，从电路结构和充电方式上可分为两大类：第一类是“机充式”充电器，另一类是“直充式”充电器（也叫座充）。
所谓“机充式”充电器，就是电源进入手机后由充电管理IC 控制预充电、恒流充电、恒压充电、电池状态检测、温度监控、充电结束低泄漏、充电状态指示等（比SL1051、BQ241010/2/3等），输出电压一般在5.5～6.5V；而“直充式”充电器也叫万能充电器，直接对电池充电，由于锂电池（充）满电压为4.2V，所以这类充电器输出电压一定要稍小或等于4.2V。
手机充电器输出功率都比较小，一般在5W以下，国内厂商生产的充电器1更是小到2-3W。
为了节约成本，国内许多厂商都采用RCC（Ringing Chock Converter）开关电源设计方案。
RCC设计方案理论技术成熟、电路结构简单、元器件常见、成本低廉，所以深受国内厂商青睐。
然而，读者可能耳闻目睹许多充电器质量事故频频发生，原因不是产品原理有问题，而是制造厂家为了追求利润使用了质量较差元件或二次回收元件造成的；更有甚者部分厂商为了能在激烈的市场竞争环境下生存，不得不使出最下策——只要能输出电压，尽其所能地节省元件!另外，国内厂商生产的充电器初、次级通常没有设计光藕（反馈），因此输出电压很难控制，负载能力较差，空载时输出电压偏高，带上负载后电压才正常。
从目前市场上流通的充电器来看，成本基本在2-3元之间。
国外知名公司出于市场定位和维护自身品牌形象考量，一般采用集成电路设计方案，电路结构完善、生产用料考究、产品可靠性高，成本通常是国内厂商的3-5倍，质量当然要好。
由于手机充电器输出功率较小（对电网干扰小）、产品受体积所限（消费者审美要求和拼比心理把厂家“逼上梁山”），无论国内厂商还是国外知名公司出品的手机充电器，输入侧电源滤波器（与EMC测试有关的元器件）都一概省去，部分国内厂商更是把“热地”与“冷地”之间的安规电容（Y电容）也节省掉了，所以，几乎没有任何一个厂家的手机充电器能通过EMC测试。
RCC电源驱动与回授原理说明
RCC電源驅動與回授原理說明RCC電源電路圖一.驅動過程:當9v電壓輸入時, 首先經過A級變壓器,與R1先看R1這一邊因R1阻值很大(實物上達30K)所以使得Vin 經R1 所造成的Ib太小並不足以驅動電晶體而A極兩側的電位差可使B極感應產生電壓經R4產生電流加上R1流過來的電流成為Q2上的Ib此時Ib已足夠驅動Q2 使c,e導通因RS1的阻值很小(實物上1 ohm)所以對c極並不造成影響可視為直接接地因此c極的波形便隨Q2的導通而變化Q2 ON ==> 低電位(接地)Q2 OFF==> 高電位即(圖一) C極上的波形(圖二) C極與B極的對應波形RCC電源電路圖當Q2導通時雖RS1很小但還是沒有完全接地所以會讓C3慢慢充電等到存夠電壓便會放電經過R3成為可使Q1 ON的條件所以在e極測得的波形為一個衝放電的過程即Q1一導通Q2的電壓又被至接地隨即Q2 OFF所以B極與E極波形分別為(圖三) B極上的波形(圖四) E極上的波形RCC電源電路圖二.回授部分當Q2 ON時同時於S級變壓器感應出電壓但因極性不同所以其方向為逆時針此電壓於二極體上造成逆向偏壓因此便不能流通(存於T1的gap中)當Q2 OFF時變壓器的A極與S極便不再相互感應原先存於T1 gap上的能量這時便釋放出來並且極性相反成為對D2順偏經D2存於C5 再經L2濾波後輸出並流到R9R9與R10的作用在於測量Vout電壓並產生一分壓電壓供U1比較用U1自備的參考電壓為2.5V根據克希和夫電壓定律知其算式為(Vin – 2.5) / R9 = 2.5 / R10在一輸出規格為5V的電路上當U1輸入端(pin 1) 大於2.5v時則PH1A發光PH1B感應到後pin3 與pin4導通使Vin 經R2產生的電流更加速Q1導通(ON)也使Q2 OFF 這樣S級便不能繼續感應磁場使之降低輸出以達到輸出不會大於5V的目的。
RCC电源计算范文
RCC电源计算范文RCC电源，也称为电容耦合电源（Rectified Capacitor Coupled Power Supply），是一种常见的电源连接方式。
它通过整流变压器和电容耦合电路将交流电转换为直流电，以供电子设备使用。
在设计RCC电源时，需要进行一些电源计算，以确保电源的稳定性和可靠性。
主要的计算内容包括整流变压器的额定功率、整流电容的选取、滤波电容和负载电流的计算等。
整流变压器的额定功率计算整流变压器是RCC电源的核心部件，用于将交流电转换为所需的直流电。
在设计整流变压器时，需要计算其额定功率，以确保它能够提供足够的电源功率。
整流变压器的额定功率可以通过以下公式计算：P=Vp*Ip*√2*η其中，P为整流变压器的额定功率，Vp为主副线圈的电压，Ip为主副线圈的电流，η为整流变压器的效率。
整流电容的选取整流电容用于将整流过的电流变成平滑的直流电。
在选择整流电容时，需要考虑电流脉动、电压峰值和电源功率等因素。
整流电容的容值（C）可以通过以下公式计算：C=I/(f*Vr)其中，C为整流电容的容值，I为负载电流，f为电源频率，Vr为电压脉动的允许值。
滤波电容的计算滤波电容用于进一步平滑整流后的直流电流，在设计中起到滤波作用。
在选择滤波电容时，需要考虑电流脉动峰值和电源负载等因素。
滤波电容的容值（Cf）可以通过以下公式计算：Cf=I/(f*Vf)其中，Cf为滤波电容的容值，I为负载电流，f为电源频率，Vf为电压脉动的允许值。
负载电流的计算负载电流是指电源向电子设备提供的电流。
在计算负载电流时，需要考虑电子设备的功率要求和工作电压等因素。
负载电流可以通过以下公式计算：I=P/V其中，I为负载电流，P为电子设备的功率，V为工作电压。
总结。
RCC型开关电源电路原理
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。
RCC式开关电源及应用技术方案
RCC 式开关电源及应用技术方案线性稳压电源因具有电路简单和成本低廉的优点，一直在低功率应用中倍受欢迎。
这个线性稳压电源只需少量元件，且与开关电源SMPS(SwitchModePOWERSupply)相比，更易于设计和制造。
然而，由于以下两个原因，近年来线性电源开始逐渐被替代：其一，许多线性电源都是作为PDA、无绳电话和手机等产品的外部电源(EPS)绑定销售。
如今EPS 必须遵循严格的新节能标准，而此类标准几乎将线性电源排除在外，因为线性电源通常无法达到工作效率和空载功耗方面的标准；其二，大多数先进的低功率SMPS 在成本和简单性方面与线性电源相当。
这里将探讨低功率SMPS 在初步应用阶段的不足之处，并讨论一种可行的方法，以帮助设计工程师设计出在成本效益方面符合EPS 新节能标准的产品，并同时缩短设计时间、简化设计工作。
自振反激型变换器。
RCC(RingChokeConverter)由于其电路拓扑简洁，输出与输入电压电气隔离且不需要输出滤波电感，能高效提供多组直流输出，电压升降范围宽等特点而广泛应用于中小功率变换场合，也是容量一般低于50W 的电源经常使用的变换器。
被广泛应用于手机充电器以及笔记本适配器等设备。
RCC 采用和PWM 型变换器相对的一种驱动方式，开关的导通和关断不需要专门的触发电路，完全靠电路内部来完成。
这种变换器有它独特的优势，即电路简单，具有较高的性价比。
但是RCC 电路如果用分立元件构成的话，典型电路元件数居然达到50 多个，所以设计一种集成的RCC 电源器件已成为一种趋势。
这里首先对电路原理进行了详细的分析和设计，通过计算机仿真进行了电。
RCC开关电源设计详细讲解
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变换器的设计
一、RCC 变换器的电路结构RCC 变换器材是Ringing Choke Converter 的简称，广泛应用50W 以下的开关电源中。
它不需要自励式振荡器，结构简单，由输入电压与输出电流改变频率。
RCC 的基本电路如图6—13所示，电压和电流波形如图6—14所示。
在1VT 导通ON t 期间变压器1T 从输入侧蓄积能量，在下一次截止期间OFF t 变压器1T 蓄积的能量释放供给输出负载。
OFF t 结束时，变压器电压1T U 波形自由振荡返回到0V ，见图6—14（c ）。
这电压通过基绕组加到开关晶体管1VT 的基极，因此，晶体管1VT 触发导通，1VT 一导通就进入开始下一个工作周期。
输入电压in U 是输入交流电压经整流的直流电压。
6—13 RCC 基本电路图6—14 电压和电流波形ON t 时的等效电路如图6—15（a ）所示。
晶体管1VT 导通，因此变压器1T 的初级线圈两端加上电压in U 。
图6—15 RCC 的等效电路（a ：ON t 时；b ：OFF t 时）另一方面，在变压器次侧2C 放电，供给输出电流O I 。
这期间，输出二极管1VD 中无电流，因此，变压器初次级侧不产生相互作用。
1L 中蓄积的能力为2211I L ⨯。
OFF t 时等效电路如图6—15（b ）所示，因初级侧无电流，所以，图中未画出。
ON t 时1L 中蓄积的能力通过变压器1T 的次级侧线圈2L 释放给次级侧。
从ON t 转换到OFF t 瞬间，初次级侧线圈的安匝相等原理仍成立，因此，若变压器初级侧能力全部传递给次级侧，则P P I N I N 2211⨯=⨯ （6—32）匝比n 为12N N n = （6—33） 电感与之比是与绕组匝数平方成正比例，即 122122L L N N n =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （6—34） 传递给次级侧能量就变为输出功率。
图6—16示出次级侧电压与电流之间关系。
设变压器输出功率为2P ，则f I L I U P P O o ⨯⨯⨯⨯=⨯=η222221 （6—35） L F o U U U U ⨯⨯=2 （6—36）图6—16 次级侧电压与电流之间的关系式中，η为变压器的效率。
RCC电路架构原理
RCC 電路架構原理Edit by Eric Tseng一、前言RCC (Ring Choke Converter)電路為一價格較低之交換式電源供應器，其為自激式，不需振盪電路，因此電路結構比較簡單，在數w 至50w 以下應用較為廣泛。
由於RCC 之振盪頻率會隨輸入電壓或負載之不同而改變，因此在較寬的輸入電壓範圍工作下，其特性較不易掌控，且其動作受切換電晶體及其他零件特性左右甚多，因此零件的選取大大地決定RCC 架構整體的特性與穩定度。
另外，溫度亦為影響電路穩定性之重要因素。
雖然RCC 之特性不易掌控，但如果設計時能嚴謹、反覆review ，其成本低、體積小的優點仍足以在小power 之converter 上占有一席之地。
二、工作原理RCC 電路之由來乃為Buck-Boost Converter 之衍生。
Buck-Boost Converter 之架構在T on 期間，Q1導通，L1上之電壓 dtdi L V V i L⋅==L1上之電流LT V I oni L ⋅=L1此時為儲能；D1因逆向偏壓，故不導通，輸出由Co 維持。
在T off 期間，Q1截止，為了維持電感器上電流的連續性，L1中所儲存之 能量必須釋放，故L1上之電壓此時極性反轉以使D1能成為順向偏壓，而 將能量釋放至Co 與負載。
V L = -V o ，LT V I offo L ⋅=L1此時為釋能；D1為順向偏壓，I d = I L ，Co 充電至-V o 。
Buck-Boost Converter 工作波形圖：若要取得V i 與V o 之隔離，可將L1以1:1的方式做成變壓器。
若將Q1放到N p 的下面，並將Ns 極性反轉，D1及Co 易跟著極性反 轉，則此Buck-Boost 便如下圖所示：若將Q1加上正回授之驅動繞組及啟動電阻，則電路即成為如下圖所示之 標準RCC 電路。
此電路動作原理如下:當V in 提供電壓之RCC 電路時，經由啟動電阻Rs 提供電流至電晶體Q1 之base ，使Q1 ON 。
如何用频率计算法设计RCC式开关电源？
如何用频率计算法设计RCC式开关电源？
如何设计一款开关电源？哪款变换器适合设计中小功率的开关电源？本文就介绍一种利用频率计算法设计RCC式开关电源的方法。
RCC电路原理简单，由开关变压器和主开关管谐振产生振荡，副开关管可以调节占空比，以此调节输出电压。
但是RCC电源的占空比、工作频率随使用环境和内部参数的变化而改变，使得开关管控制极的电流驱动波形难以确定，给器件参数选定，尤其是变压器的设计带来困难。
传统设计主要有诺模图法和磁芯面积乘积AP计算校验法。
这两种方法在定频率计算中较实用，但若未知频率，将不能用以上两种方式设计。
传统的方法是给RCC电源预设一频率，然后设计变压器。
但因变压器参数直接影响到电源的工作频率，所设计的变压器工作频率经常与预设频率相差太大而不能正常工作；电源参数需多次重复设计，导致初期设计计算量大，而且该“拼凑法”在后期调试中，实际频率很难与理论值吻合，导致电源不能工作在设计的最佳状态。
本文推导出频率计算公式，并得出频率与输入电压成正比，与负载电流、初、次级电感量成反比。
在确定的输入电压和已知的最大输出功率下，根据电源给定的输入电压、输出电压、额定工作频率和占空比直接求取变压器的初、次级匝数，一次设计就能确定变压器所有参数，解决了高频变压器设计中需要反复设计与验证的问题。
基于该方法设计了一台5V／10A的开关电源，并对电源的工作频率、占空比等参数进行了验证。
1 RCC原理
1．1 RCC原理
电路如图1，上电后，C3两端电压使电流经起振电阻R1，R2，驱使主开关管Q1导通，随着Q1导通，经由反馈电感T1的反馈信号加强对Q1控制。
RCC开关电源变压器设计方法及步骤
RCC开关电源变压器设计方法及步骤
RCC(RINGING CHOKE CONVERTER)是一种非定频电源.在RCC 设
计中,一般先设定工作频率,如为50K,然后设定工作DUTY 在90V 入力,最大输
出时为0.5
假设设计一功率为12V/1A
1. 最大输出电流为定格电流的1.2~1.4 倍,取1.3 倍.
2. 出力电力Pout = Vout × Iout = 12V×1.3A = 15.6W
3. 入力电力Pin = Pout/∩=22.3W(RCC效率∩一般设在65%~75% , 取70%)
4. 入力平均电流Iin=Pin/Vdc(INmin)=22.3/85*1.2=0.22( Vin(DCmin) = Vac(Inmin)×1.2)
5. T=1/SwF=1/50K=20uS Ton=Toff=10uS
6. Ipk=Iin 入力平均电流*2/DUTY=0.22*2/0.5=0.88
7. 一次侧电感量Lp=Vin(DCmin)*Ton/Ipk=102*10/0.88=1159uH 取1160uH
8. 选择磁芯,根据磁芯规格,选择EI28. Ae=0.85CM 动作磁通=2000~2800
取2000(当然,这是很保守的作法)
9. Np=Ipk*Lp*K/Ae*▲Bm=(0.88*1160*100)/(0.85*2000)=60Ts
10. Ns=(Vout+Vf)*Np/Vin(DCmin)=7.6 取8Ts
11. 辅助电压取5V(晶体管) 如功率管使用MOSFET 则应设为11V
12. Vin(DCmin)/Np=Vb/Nb----Nb=2.94 取3Ts
故变压器的构造如下:
Lp=1160uH。
电源设计 集成RCC式开关电源
电源设计集成RCC式开关电源
线性稳压电源因具有电路简单和成本低廉的优点，一直在低功率应用中倍受欢迎。
这个线性稳压电源只需少量元件，且与开关电源SMPS(Switch Mode Power Supply)相比，更易于设计和制造。
本文将分享一种可行的方法，一种集成RCC式开关电源的设计来帮助设计工程师设计出在成本效益方面符合EPS新节能标准的产品，并同时缩短设计时间、简化设计工作。
RCC器件的应用电路
典型的RCC电路需要约50个分立元件，设计和调试非常困难，可靠性也不够高。
为了解决这个问题，设计了一款RCC集成器件，分立器件输入侧只有8个分立元件，输出侧有2个分立元件，如果将三极管13001、二极管
VD2和电容C4封装进器件的话，分立元件将减少到7个，提高了集成度，将是最简洁的RCC电路。
该应用电路的整流滤波电路由二极管VD5和电容C5构成;转换器采用双绕组的反激变换器，功率管选用的型号为13001，启动电路由电阻R6、电容C6串联构成，反激式开关电源集成电路的引脚FB与转换器中的次级线圈相接，引脚SW与功率管13001的发射极相接，功率管13001的集电极与主线圈相接，引脚VCC与电容C6的正极相接，引脚GND 接地。
85～220 V交流输入先经过VD5、C5，波形由交流转化为纹波比较大的直流电压，由于上电时电容C6的电压为O V，所以引脚SW的输出管为关断状态，电源通过电阻R6对电容C6充电，当电容C6充电到反激式开关电源集成电路的启动电压时，反激式开关电源集成电路开始正常工作，其内部的振荡器开始启动，SW输出大占空比开关信号去控制输出功率管13001，使得功率管13001也跟着开启和关断，当功率管13001开启时，功率管13001集。
【电源电路及线路方案】RCC设计步骤
BM= NPSJ
若 BM＞0.3T，需增加磁芯的横截面积或增加初级匝数 NP，使 BM 在 0.2~0.3T 范围之 内。如 BM＜0.2T，就应选择尺寸较小的磁芯或减小 NP 值。 ③ 磁芯气隙宽度δ≥ 0.051mm
δ＝40πSJ(NP2/1000LP－1/1000AL) 要求δ≥ 0.051mm，若小于此值，需增大磁芯尺寸或增加 NP 值。
u(V)
PO(W) 比例系数(μF/W) CIN(μF) VImin(V)
固定输
入:100/115 步骤 4
通用输入:85~265 定 VOR、
固定输入:230±35
已知
已知 已知
2~3
(2~3)×PO ≥90
根据 u，确
2~3
(2~3)×PO ≥90
VB
1
PO
≥240
① 根据 u 由表查出 VOR、VB 值
√ IRMS=IP Dmax×(KRP2/3－KRP+1)
步骤 8 根据电子数据表和所需 IP 值 选择 TOPSwitch 芯片 ① 考虑电流热效应会使 25℃下定义的极限电流降低 10％，所选芯片的极限电流最小值 ILIMIT(min)应满足：0.9 ILIMIT(min)≥IP
步骤 9 和 10 计算芯片结温 Tj
固定输入:100/115
0.4
1
通用输入:85~265
0.4
1
固定输入:230±35
0.6
1步骤Leabharlann 7 确定初级波形的参数① 输入电流的平均值 IAVG PO
IAVG= ηVImin
② 初级峰值电流 IP IAVG
IP= (1－0.5KRP)×Dmax
小功率RCC开关电源充电器设计
作者：郭靖于2006-6-302:29:00发布：回复主题：一款手机充电器电路电路真够“精减”的，高压端居然连个小滤波电容都省掉了，而启动保护只用R1限流了事。
工作如下：D1～D4整流后的电压，由于电路这时刚刚启动，经R2启动电阻给Q1提供一小偏流就能使Q1开始工作，Q1启动后，连接于Q1C端的电感线圈也就开始有电流流过，副边电感线圈也产生感应电压，并通过R3、C2向Q1进一步提供工作偏流。
当Q1B端电压到达一定值时，ZD1开始导通向C3并分流Q1B端电流，促使Q1截止。
Q1截止后副边电感线圈的反电动势经D6给C3反充电。
同样由于反电动势的作用，次级通过D8向负载供电之后又再次循环工作。
作者：abc于2007-8-2922:39:16发布：确实还可以再减一点的.1、桥式整流实属多余，用一个二极管即可2、C1、D5是为在三极管截止保护三极管而设，用一个50K左右的电阻即可3、D7的作用是防止三极管因为发射结反向电压过大而烧坏三极管，但在变压器参数上多做一点考虑，还是可以省掉。
该电源的原理很简单，去掉D5、C1、R2、D7、DZ1、D6、C3，很清楚的一个反馈式振荡电路，但是要注意变压器绕组的同名端。
添加以上元件的作用有二：保护三极管、稳定输出电压。
可以对上述电路进行一下改进：1、上图通过R1电阻进行限流，如果输出短路的话，势必仍会烧坏三极管，可以加一个9014进行过流检测。
2、上图的基础实际是一个反馈式正弦波振荡电路，通过DZ1检测输出电路进行占空比的调节从而达到稳压。
三极管的集电极电路在上升沿仍是正弦，另外下降沿也不陡峭，可以使用复合管使其上升沿和下降沿更陡，提高效率。
3、楼上的提过了这个电路是够省的，但省的不是地方，输入端的EMI滤波，是开关电源的根本，也就是在中国，电器入网无需许可，才催生出这种廉价的产品。
另外，像这种电源一般输出功率在1W左右，整流之后用一个0.1u的电容滤波即可。
12楼：>>参与讨论分析一个电源，往往从输入开始着手。
可开关控制的RCC电源设计及优化
可开关控制的RCC电源设计及优化汪晓文;马文博;荣焱;武荣【摘要】A RCC power supply which can be on-off controlled is developed. An external controlling signal can enable or disable the power supply via its enable port. According to the operating principle of RCC circuit,the least change is made on base of the typical circuit to let it have reliable on-off controllable function without any affection. A solution is put forward to optimize its power off performance by research. The result proves that the power off performance of the optimized circuit has been improved.%设计了一种具有开关控制功能的RCC电源,外部的控制信号可通过它的使能端禁止或使能RCC电源的输出.在典型RCC电路方案的基础上,根据电路自身的工作原理,在不影响其正常工作的前提下对其做了尽可能少的改动,使之具有可靠的开关控制功能.通过对其关机性能的研究,提出了一个优化其关机性能的解决方案,验证结果说明电路经优化后,关机性能明显改善.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)015【总页数】5页(P148-152)【关键词】RCC电源;自激式反激变换器;可开关控制;关机性能优化【作者】汪晓文;马文博;荣焱;武荣【作者单位】兰州空间技术物理研究所甘肃兰州 730000;兰州空间技术物理研究所甘肃兰州 730000;兰州空间技术物理研究所甘肃兰州 730000;兰州空间技术物理研究所甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TN712RCC电源属于自激式反激电路[1]，电路结构简单，广泛应用在中小功率电源中，如手机充电器、笔记本适配器等[2]。
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TOPSwitchⅡ内部框图 Ⅱ
2011-2-21
TOPSwitch－Ⅱ的产品分类及最大输出功率 POM
2011-2-21
TOPSwitchⅡ主要特性 Ⅱ
常用的有TO-220封装2PIN，也有DIP8封 装形式的； 固定集成100KHz脉宽调制； 工作原理： 内部输出MOS管占空比是随着输出控 制脚的电流增加而线形地减小，来完成控 制、偏置和保护；
2011-2-21
RCC的简单示意图
2011-2-21
电路中Q2的作用？
本电路中Q2主要起什么做用呢？
它的作用是：若开关管Q1的漏 极电流使R3上的电压将Vr3超过 Q2的Vbe，则Q2导通，从而构成 Q1栅极电流分支，并起到限制Q1 的漏极电流过高的稳流作用。
2011-2-21
变压器参数的计算
2011-2-21
RCC变压器初级绕组设计
变压器初级绕组 1）原边峰值电流是输入电流平均值的4倍： IP = 4×（1/Vin） ×（Po/η） = 4 ×（1/90 ×√2 × 0.91）×（12 × 0.4/0.6）=0.28A 2）Np线圈上的电感量Lp为： Lp=（Vin/Ip）×Ton =（ 90 ×√2 × 0.91/0.28 ） × 20×10-6=8.3mH 3）初级匝数为： Np=（Vin×Ton）×108/ ∆B×Ae =（ 90 ×√2 × 0.91 ×20 × 10-6/2800 × 0.41） ×108 =201
2011-2-21
RCC变换器电路原理与应用 变换器电路原理与应用5 变换器电路原理与应用
当初级绕组的能量下降到一定值时，根据 电感中的电流不能突变的原理，初级绕组 便产生一个反向电动势，以抵抗电流的下 降，该电流在T1初级绕组产生1正、2负 的感应电动势。T1的3脚感生和正脉冲电 压通过正反馈回路，使开关管Q1又重新 导通。因此，开关电源电路便工作在自激 振荡状态。
2011-2-21
RCC变换器电路原理与应用 变换器电路原理与应用2 变换器电路原理与应用
开关管Q1在饱和期间，开关变压器T1次级绕组 所接的整流滤波电路因感应电动势反相而截止， 于是电能便以磁能的方式存储在T1初级绕组内部。 由于正反馈雪崩过程时间极短，定时电容C1来 不及充 电（等效于短路）。在Q2进入饱和状态 后，正反馈绕组上的感应电压对C1充电，随着 C1充电的不断进行，其两端电位差升高。于是 Q1的导通回路被切断，使Q1退出饱和状态。
开关电源的自激振荡状态 220V市电压整流滤波电路产生的300V直流电压分两路 输出：一路通过开关压器T1初级绕组加到开关管Q1的漏 极（D极）；另一路通过启动电阻R1加到开关管Q1栅极 （G极），使Q1导通。 G Q1 开关管Q1导通后，其集成电极流在开关变压器T1初级 组上产生1正、2负的感应电动势。由于互感，T1正反馈 绕组相应产生3正、4负的感应电动势。于是T1的3脚上 的正脉冲电压通过C1、R4加到Q1的G极与源极（S极） 之间，使Q1漏极电流进一步增大，于是开关管Q1在正反 馈雪崩过程的作用下，迅速进入饱和状态。
2011-2-21
TOPSwitchⅡ原理 Ⅱ
TOPSwitch器件有多种封装形式，采用DIP－8和SMD －8封装的，中间4只为空脚，可以将它们接到印刷电路 板的铜箔上，将芯片产生的热量直接传到印刷电路板上， 不必另设散热器，节省了成本。 采用TO220封装的，只有3只管脚，使用起来就和一只 大功率三极管一样便利。此外由于PWM控制器和 PWM MOSFET功率开关管是在管壳内连接的，连线极短，这 就消除了高频辐射现象，改善了电源的电磁兼容性能， 减小了器件对电路板布局和输入总线瞬变的要求。 TOPSwitch－II是TOPSwitch的改进型号，它将单电压 输入时的最大功率100W提高到150W，电磁兼容性也 得到增强，该器件具有更高的性能价格比。TOPSwitch －II器件包括TOP225－TOP227等几个型号，主要差 别就在于输出功率的不同。TOPSwitchII。
TOPSwitchⅡ Ⅱ
概述 TOPSwitch器件是美国功率集成公司 （POWERIntegrationsInc），于90年代中期 推出的新型高频开关电源芯片。它是三端脱线式 PWM开关的英文缩写（Threeterminaloff linePWMSwitch）。它的特点是将高频开关电 源中的PWM控制器和MOSFET功率开关管集成 在同一芯片上，是一种二合一器件。这大大简化 了电源电路，提高了可靠性，使得电源的设计更 加简单快捷。
2011-2-21
RCC变换器电路原理与应用 变换器电路原理与应用3 变换器电路原理与应用
开关管Q1退出饱和状态后，其内阻增大， 导致漏极电流进一步下降。由于电感中的 电流不能突变，于是开关变压器T1各个绕 组的感应电动势反相，正反馈绕组3端负的 3 脉冲电压与定时电容C1所充的电压叠加后， 使Q1迅速截止。
2011-2-21
变压器初级绕组计算
初级绕组Np的计算： Np=（Vin×Ton）×108/ ∆B×Ae 这里的，Vinmin：为电源电压，V； Ton：变压器的导通时间，S； ∆B：磁芯的磁通密度，mT； Ae：磁芯的有效截面积，cm2。
2011-2-21
次级绕组的计算
次级绕组Ns的计算： Ns=[√Po（Vo+Vf）/η×Vinmin2×Io ]×Np 一般更多的使用： Ns= √（Ls/Lp）× Np 这里的，Po：输出的总功率，W； Vf：整流管的压降，V； η：变压器的效率； Vinmin：最小输入电压，V； Io：输出电流，A。
2011-2-21
RCC电源的特点
电路结构简单，造价低廉； 自激振荡动作，控制电路无需辅助电源； 外部条件的改变会引起工作频率较大的变 化； 功率转换效率较低，不适合大功率； 噪声集中在低频段。
2011-2-21
RCC电源原理图
2011-2-21
RCC变换器电路原理与应用 变换器电路原理与应用1 变换器电路原理与应用
2011-2-21
RCC变换器电路原理与应用 变换器电路原理与应用6 变换器电路原理与应用
通过以上介绍可知，在自激振荡状态，开 关管的导通时间由定时电容C1充电时间 决定；开关管截止时间，由C1放电时间 决定。 在开关管Q1截止期间，开关变压器T1初 级绕组存储的能量经次级绕组的耦合，二 极管整流供负载。
变压器在设计时一般先取RCC电路的振荡频率和晶体管 工作的占空比。有经验的工程师一般取f为20~40KHz； D为0.5左右， η 为0.6~0.8。 变压器的初级峰值电流： 一般初级峰值电流为电源输入电流平均值的4倍，输出峰值 电流也为额定输出电流的4倍，所以： Ip=4×Po/（Vinmin× η ） 这里的,Po：输出功率，W； Vinmin：输入最小电压，V； η：变压器的效率，这里取0.6。
2011-2-21
RCC变压器间隙计算
本例采用的是EI22磁心，气隙为： Lg=4×3.14 ×Ae ×Np2 × 10-8/Lp = 4×3.14 ×0.41×2012 × 108/8.3×10-3 =0.25mm 实际上的气隙为Lg的一半，即0.125mm
2011-2-21
一般二极管正向压降VF=1V，所以： 1）Ns电感量Ls为： Ls=（（Vo+VF）/Is）×Toff =（（12+1）/4 ×0.4）×20 ×10-6=163uH 2）电感与匝数的平方成正比，所以： Ns= （√（Ls/Lp））×Np =（ √ （163 × 10-6/8.3 × 10-3））×201=28 3）辅助绕组5V的匝数为： NB=（VB/Vin）×Np=（5/ 90 ×√2 × 0.91 ） ×201=8.7 这里取9匝
2011-2-21
变压器的气隙计算
变压器的气隙为： Lg=4×3.14×Ae×Np2×10-8/Lp 这里的， Ae：变压器磁心有效截面积，cm2；
2011-2-21
现场作业题
设计一款变压器： 1、输入：AC90~265V；采用RCC变压器； 2、12V，0.4A； 5V， 0.015A（辅助绕组的供电）； 3、d = 4/mm2； f = 25KHz； Ae = 0.41cm（EI22磁心）； η = 0.6； D = 0.5； ∆B =2800mT
2011-2-21
变压器的初级/次级电感量
变压器初级电感量为： Lp=（Vinmin/Ip）×Ton 这里的，Vinmin：输出的最小电压，V； Ton：变压器的导通时间，S。 变压器次级电感量为： Iop=4 ×Io Ls=（Vo+Vf）×Toff/Iop 这里的，Vo：输出电压的额定值，V； Vf：输出整流管压降，V；
2011-2-21
RCC变换器电路原理与应用 变换器电路原理与应用4 变换器电路原理与应用
开关管Q1在截止期间，定时电容C1放电， 以便为下一个正反馈电压（ 驱动电压） 提供电路，保证开关管Q1能够再次进入 饱和状态。同时，开关变压器T1初级绕 组存储的能量耦合到次级绕组并通过整流 管整流后，向滤波电容提供能量。