RCC电路
手把手教你RCC电源变压器设计方法
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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,。
反激式电源&RCC
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( U i D )2 η Po = 2 fL1
(3)
7
电路特点
反激变换器是输出与输入隔离的最简单 的变换器。输出滤波仅需要一个滤波电 容,不需要体积、重量较大的电感,较 低的成本。尤其在高压输出时,避免高 压电感和高压续流二极管。
Ui L Uo S S
8
Ui D
Uo
功率晶体管零电流开通,开通损耗小。而二极 管零电流关断,可以不考虑反向恢复问题。
5
2.断续工作模式 2.断续工作模式
在功率开关S再次导通前,次级电流下降到零的 工作模式称为断续模式.电路进入稳态,输出电 压稳定U0
I1p Tof I2p Io t Ii t
Ton
TR
当功率开关导通(T 当功率开关导通(Ton)时,次级二极管截止,有
di1 U i I1 p = = dt L1 Ton
I1p R5
I1 p
U3 Uc2
晶体管退出饱和,各线圈感应电势反号,加速 S2截止。次级二极管导通,对输出电容、负载 供电。输出电容电压增高,次级电流下降。当 i2下降到零,S2又自激。新的周期开始。
29
稳态工作
当输出电压建立以后 ,电压反馈 11,R12、 Dz (431) ,电压反馈R 、光耦(GU)工作。控制S2基极电流,将S2基极 电流分流,使得初级峰值电流在比启动峰值电流 小时关断,当满足以下关系时,输出电压稳定:
2) 基本关系
根据电磁感应定律变压器导通时磁通变化量与 截止磁通变化量相等
U iTon U oTof ∆φ = = N1 N2
因此
U i N 2Ton Ui D Uo = = N1Tof n( 1 − D )
初级电流 I i = DI 1a 初级电流有效值 I1 ≈ I1a D 次级电流 I = (1 − D )I = nI o 2a i
RCC电路详解
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简述2.5W小功率RCC开关电源制作在输出小于50W的小型开关电源系统中,目前在设计上有很多种,但RCC方式被运用的可以说是最多的。
RCC(即Ringing choke convertor)的简称,其名称已把基本动作都附在上面了。
此电路也叫做自激式反激转换器。
RCC电路不需要外部时钟的控制,由开关变压器和开关管就可以产生振荡的原因,使线路的结构非常的简单,这样就致使成本低廉。
所以可以用之中电路来做出地价格的电源供应器。
而市场上的小型电源供应器也是采用RCC来设计的。
RCC电路的主要优缺点如下:1、电路结构简单,价格成本低。
2、自激式振荡,不需要设计辅助电源。
3、随着输出电压或电流的变化,启动后,频率周期变化很大。
4、转换的效率不高,不能做成大功率电源。
5、噪声主要集中在低频段。
市售便携式CD/VCD机的交流适配器电路如附图所示。
该适配器标称输出为5V、500mA,体积为7×4×1.8cm,重量约180g,其功率体积比明显优于普通工频变压器适配器。
在市电220v输入时测试其输出电压在空载和VCD机正常播放时约为5.2V,无明显变动。
该适配器随机售出无图纸,印刷板无元器件编号,图中元器件数值为笔者实测,电路系根据实物绘出。
虽然电源的Q16、Q17标识已被砂纸打去,但根据电路结构和管子体积形状可以推断Q16为MJE13003、Q17为8050.适配器是英语Adapter/adaptor的汉语翻译。
适配器就是一个接口转换器,它可以是一个独立的硬件接口设备,允许硬件或电子接口与其它硬件或电子接口相连,也可以是信息接口。
比如:电源适配器、三角架基座转接部件、USB与串口的转接设备等。
该适配器不同于一般脉宽调制开关电源。
Q16为开关管,R84为起动电阻,R83、C15为正反馈RC元件。
D5为C15的放电通路。
Q17为脉冲控制管,其基极R82的电压降组成开关管Q16的过流保护电路,R81、C12作为隔离电路。
RCC 电路
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根据功率管不同,分为两种,一种是用三极管制作,另一种是用MOS 管制做,电路稍有不同,但原理差不太多。
我们知道,三极管是一个电流控制的电流源,即若其基极电流为Ib,则其极电极电流即为此IB 值乘以一个放大倍数。
而MOS 属电压控制型电流源,即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电路即是通过控制其基极电流来控制最大集电极电流,即原边峰值电流,来调节输出能量大小,即调节输出电压,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。
下面我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,其上端会有一个电压,此电压通过NS2 绕组,RZCD,CZCD,Q1 集电极,使得Q1 上电压上升,即又给GS 加上一个电压。
于是又开始起振。
3、以上便是RCC 电路的启动过程,再说一下其稳压过程,在一定的输入电压下,一定的输出负载下,其光耦电流应该是一个恒定值,光敏三极管的上端是由电容CO2 维持的一个恒定电压,此电压通过光敏三极管,RA,给Q1 基极注入电流。
rcc电路工作原理
![rcc电路工作原理](https://img.taocdn.com/s3/m/7c5e57c70342a8956bec0975f46527d3240ca6e3.png)
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电源计算范文
![RCC电源计算范文](https://img.taocdn.com/s3/m/363349378f9951e79b89680203d8ce2f006665d0.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/dfde3b1c443610661ed9ad51f01dc281e43a567f.png)
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工作原理
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線路圖所示電源是由輸入濾波電路、自激振蕩電路、變換電路、負反饋隔離取樣和耦合、脈寬控制電路、保護電路及脈衝輸出整流濾波電路等組成的。
該電源的最大特點是:開關變壓器原副邊隔離及負反饋取樣信號的耦合均是由光耦4N35來完成的。
下面就其電源的組成電路分別進行剖析:一、輸入整流濾波電路AC Voltage 經 Fuse 和 Rt 後,輸入到由C1、L1、C2、C3組成的低通濾波器,抑制各種高頻和射頻干擾,以確保電腦板工作不受其影響。
Input Voltage 經低通濾波器後供給BD1進行整流,整流輸出經C4、C5濾波後,可在C4、C5上獲得約300VDC。
此電壓作為自激振蕩電路中開關管Q1的供電電源。
熱敏電阻Rt 因具有冷電阻大,熱電阻小的特點,放在電路接通的瞬間,可以限制電路的啟動電流,以避免開機時的相互干擾。
二、自激振蕩變換電路線路圖中開關變壓器初級繞組、反饋繞組、Rs、R3、D10、C8等組成自激振蕩變換電路。
當300VDC由T1的初級繞組加到Q1的集電極的同時,C5兩端的150VDC (理論值)經啟動電阻Rs 給Q1 提供基極電流Ib1,Q1開始微導通並產生集電極電流Ic1,Ic1流過T1的初級繞組,並產生感應電壓V NP,通過T1耦合,在反饋繞組上產生感應電壓V NF,經R3、D10加到Q1的基極使Ib1進一步增大,Ic1相應增大,致使初級繞組、反饋繞組上感應電壓V NP、V NF更大,這樣就形成了如下的正反饋過程:Ib1↑→ Ic1↑→ V NP ↑→ V NF↑→ Ib1↑這一正反饋雪崩過程,使Q1迅速進入飽和導通狀態。
Q1飽和導通後,流過初級繞組中的電流變化率△Ic1相應減小,反饋繞組上產生感應電壓亦減小,從而使Ib1有減小趨勢,當Ib1減小到一定程度時,Q1從飽和導通狀態退回到放大狀態,則減小的Ib1便恢復了對Ic的控制,使Ic 減小,從而在初級繞組、反饋繞組之間形成新的正反饋,即這一正反饋的反向雪崩過程迫使Q1迅速截止。
RCC电路原理实例分析和设计
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源极驱动构成分压, 为减小影响实际取 C; C ; - () R 的作用可以忽略, 7稳态时 , 因为: = * , (' 味 C C, C 十 . V , , / Gs . V , aG 为 T 的输人电容 R 几 相对于开关频率的时间常数 ) , 很大, 作用可以忽略;
简化后的电路如图 2 所示。 电路的初始参考正方向如上图所示。启动时电流经电阻 R 分别流经 蕊 ( , 主开关管 V , T 栅源间输人电容) 么 ,,N, 和 R,} 绕组,i C 同时正向充电。 Cl 4 l 和
第十六届全国电源技术年会论文集
R C电路原理实例分析和设计 C
Rnig oe net P ic l ad s n ig C k C vr r ni e D i n h o e r p n eg
樊晓东 中 通讯电 兴 源开发 ( 圳580) 部 深 1 4 0
Fn oog T Pw r e p pr et 580 ) a Xadn Z E e D vl D a m n (104 i o e o e t
K y od; ew rsR C C
1 引言
反激式自 激变换器, 就是我们通常所指的 R C电路( i C Rn - g g k C nee , i Coe v t )变压器( n h o rr 储能电感) 的工作模式处于边界 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
vs 一V (= } .
到 t时刻, , N 绕组输出电流 I= 实现储能变压器完全 o , . 0
能量释放。 () 一t 时刻 4t 4 3 t时刻以后, 由于 V , : T 输出电容 Cs 、 上的电压 Vn . i=V 十 = =
V: T 由恒流开通过渡到完全截止。 充电电流等于:
RCC工作原理说明
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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开关电源设计详细讲解
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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电路工作原理
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rcc电路工作原理
RCC电路是一种用于电源和电动机之间的电流控制的装置。
它由一个可变的电阻和一个电容器组成。
RCC电路可实现对电源输出电流的调节和控制。
RCC电路的工作原理如下:当电源启动时,电阻器和电容器会相互作用。
电流通过电阻器进入电容器,使电容器充电。
当电容器充电到一定电压时,电容器充电过程停止,进入稳定状态。
在RCC电路中,电阻器的阻值可以被调节,从而控制电容器充电的速度和时间。
通过改变电阻器的阻值,可以改变电容器的充电速度,进而影响电流的大小和流向。
当电容器充电速度较慢时,电流较小;当电容器充电速度较快时,电流较大。
因此,通过调节电阻器的阻值,可以实现对电流的调节和控制。
RCC电路的主要应用之一是电动机的控制。
通过调节RCC电路中电阻器的阻值,可以控制电动机的输入电流,从而控制电动机的转速和负载。
这种电流控制方式可以确保电动机在不同负载条件下以恒定的速度运行,提高电动机的效率和稳定性。
总的来说,RCC电路利用电阻器和电容器的相互作用实现对电流的调节和控制。
通过调节电阻器的阻值,可以改变电容器的充电速度,进而影响电流的大小和流向。
RCC电路被广泛应用于电动机控制等领域,提高了电动机的性能和稳定性。
RCC变换器的设计
![RCC变换器的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/9d5d8307e87101f69e31951d.png)
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
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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 。
第二节RCC电源
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第二节 RCC电源RCC电源是一种自激式电源,它利用反激的过程来输出能量也称反激式自激电源,属于反激式电源的一个种类。
RCC是RINGING CHOKE CONVERTER的英文缩写。
RCC电源最主要的优点是电路简单,使用元件少,可使其微型化,待机功耗低,且稳定可靠,在需要功率几瓦的电器上普遍使用。
然而对于RCC电源设计得不合理时效率不高,发热严重,导致开关管击穿而损坏。
对于RCC电源能够设计做的好的话,再设计用IC控制的电源可就小菜一碟不在话下了。
本书采用图解法,分步解析和计算可设计成一块很好的RCC电源。
3.2.1自由状态下过程分析这是RCC最基本的原理图。
工作过程:a. Vcc加电,电源通过Rb1(Rb1称启动电阻)对C1充电,当Vc(电容电压)达到0.7V 时开关管Q1导通,于是变压器中有电流Ip(与开关管集电极电流相同),根据变压器原理Nf中感应电压Vf=Vcc*Nf/Np,Vf通过C1与Rc向Q1提供更大的基极电流(红线箭头方向),促使Q1深度饱和导通,Np中电流Ip线性增加电感开始励磁。
b.由于C1的存在开始在回路中产生电流的极值即电流的最大值,然后开始减小,小到电流不能维持Q1饱和导通,Q1开始进入放大区,在放大区工作三极管的基极电流必定要满足Ip/β,电容上电压增加回路电流进一步减小,不能满足上述条件时,Ip到顶点了,Np 电感中磁通量不再增加开始减少,磁通量的减少引起Nf电压极性的反转。
c. Nf上极性反转的电压与电容C1上的电压共同作用,对Q1基极形成反偏电压(开关管基极进入负压区)迫使Q1截止。
同时启动电流对C1反向充电(非自由状态另解),在Nf 极性反转的时候,Ns同样也极性反转,此时整流二极管导通,向负载提供电能。
d. Nf 极性的反转一段时间后,负载能量释放完毕,电容C1反向充电结束,电压过零后,又开始新一轮的充放电过程。
3.2.2 RC (图中Rc 、C1)元件参数的计算在正反馈时,Nf 感应电压等于回路降压的总和可得到:Vf=Vbe+Vc+VR电容上电压近似线性处理I*t=C*UVf=Vbe+I*t/C+I*RVf-Vbe= I*R (RC t +1) C=R I V V I *-be -f t *=R IV V be -f t 设:正激电压Vf=6V ;Vbe=0.7V ;励磁结束时开关管对应的基极转折电流 I=5ma 计算得到 C=R-14.1t 对此式的解读:1、R 绝对不能大于1.14,也不能等于1.14,不然会出现负数是不可能的。
RCC电源电路分析
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电路分析
——RCC电源分析 主讲人: 张波
一. RCC(RINGING CHOKE CONVERTER) 电源介绍: 一种单端自激式(RCC)开关电源,电路 的特点是简单,成本低,但调试难度比较 大。电路中都是由电阻,电容,三极管组 成的,因此它在进行批量生产时较IC方案 的不良率高。一般应用与功率较低的场合。
分析原理:
图中10Ts的7端随着变压器原边导通后电流的 逐渐增加,电压也逐渐上升。C4,R6形成正反馈, 加快Q1的导通速度。R7,R8对C5形成充电回路, 当Q2的B端达到三极管的导通电压后,Q1截止,变 压器的原边储存的能量转到副边。ZD2和R9可以认 为是一个保护电路,当10Ts的7端电压过高后会通 过ZD2和R9给电容C5增加一个充电回路,使Q2更 快速的导通,Q1更快速的截止。当U1的3,4脚导 通后10Ts的7端会通过D6,R21,R10给C5非常快 的充电,使Q1迅速的截止,图中变压器原边导通时 间越长,储存的能量越多。控制端通过控制导通时 间的长短来进行稳压和保护。
二. 电路分析: 下图是一个输出5V/1A的电源原理图
• • • •
1,输入电压:90-254VAC 2,变换方式:单端反激 3,输出电压:5V 4,有过流保护
三. 电路的划分 • • • • 1,输入电路 2,输出电路 3,反馈及保护电路 4,控制电路
工作原理: 输入的交流电压经过整流后变成直流电 压,经过变压器的原边,在通过一个三级 管的开关来控制变压器的储能和转换。图 中使用的变换方式是单端反激。反激发变 换器是由Buck-Boost推演而来的。将其中 的电感变成了变压器。
Buck-Boost:
输出电路:
原理分析: 变压器的副边通过二极管D7后直接输 出了5V的直流电压,其中电感,电容主要 是储能,滤波,稳压的作用。R11和C7是 为了消除二极管的反向尖峰电压。R12, R13,R20三个电阻并联,用作电流取样。
RCC设计的关键是PF值, 就是功率频率乘积
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RCC设计的关键是PF值, 就是功率频率乘积. RCC工作在TM模式(临界电流状态), 经过计算推论, PF为.PF=N*(Vo+Vd)*(Vo+Vd)/[2Lp*(1+N(Vo+Vd)/Vp)*(1+N(Vo+Vd)/Vp)]其中, N为初次圈数比, Vo为输出电压, Vd为输出整流二极管正向压降, Lp为初级电感量.所以, 当电路参数确定完之后, 在输入电压一定时, PF是定值,所以, 轻载频率高, 重载频率低. 举例说, 输入220Vrms, 输出+5V, 3Amax. N=20, 则PF=140,000, 如果Po=5W, when请问:图中的C10,R14是什么作用,怎么工作的?输出整流常用肖特基,Vrrm比较低, 所以R14 C1O在线路中可部分限制次级线圈的尖峰电压, 它是双向的RC吸收回路, 时间常数很小, 对次级电压的上下沿起作用.同时, 此回路的使用, 可使初级开关管漏极电压少许回落, 提高MOSFET工作可靠性.请问:此RC网络怎么设计?理论上次级电压(距形波)上下沿都很工整, 但实际变压器初对次, 次对初, 都有漏感存在, 导致上下沿有尖峰振铃, RC的功效就是尽量减少以致完全消除.RC选择是, R应刚好等于次级LC回路的特性阻抗, C的选择大致等于次级LC回路电容值10倍以上, 但太大会影响整机效率. 通常RC选择先理论确定大致参数, 再实际调整, 要看次级波形进行.另外, 有些人会看到大部分电路把RC接在整流二极管PN两断, 其实和本图接法大同小异, 只是RCC电路整流二极管反向恢复电量的负作用不是很明显, 所以我个人倾向于这种接法.请问:正激导通期间电解电容C9两端为反向电压,对此电解电容有什么要求呢?去掉R12如何?1.正激期间C9两端还是正电压! 你可用SCOPE抓波形看看. 你所谓的反电压是在N2线圈两断, 此电压和C9上电压刚好叠加一起, 通过ZCD回路正激MOSFET.2. 关于C9的容量大小, 根据RCC的工作原理, 它应该至少小与主输出回路的总电容(C11+C5)的1/10, 也就是说, C9两端电压应保持少许变动, 而主输出电压是恒定不变的.3. R12是ZCD回路(R4&C8)的放电回路, 它能使RCC工作更稳定, 最好保留.但如果C9还给另外第三者电路供电, 这个电阻就可放心去掉.根据N2和N3的相位关系, 在电路正常工作后, 电容C9上电压和输出相位一致.是正电压.Lp 是初级感量OCP-电流保护Vovp 过压保护电压阀值Vaux 辅助绕组电压Ns 次级圈数Naux 辅助绕组圈数讲讲R4,C8吧.R4, C8是ZCD元件(zero current detect), 也就是检测变压器的能量何时刚好全部转移到负载上去, 也就是在刚转移完后, 马上是功率MOSFET进行一下周期的工作, 于是临界模式就这样确定了.在电路的冷启动时, 需要启动电阻, 所以有上述讨论的两个串联电阻, 但在电路稳定工作后, 启动电阻的作用应被强行中止, 所以要是启动电阻和MOSFET的输入电容Ciss的时间常数远大于电路的最低工作周期, RstCiss远小于Tmin, 这样一来, 启动电阻在正常工作后就不起作用.C8也是启动时的隔直电容, 一般, C8>10Ciss.另外, 本人初入道时以为R4, C8为影响电路的工作频率, 但今天看来, 是完全错误的观点.对初级:Vp = Lp* Ippk / Ton次级:Vo+Vd = Ls * Ispk / Toff然后初次级每圈伏秒值相等Vp * Ton = N * (Vo+Vd) * Toff N = Np/Ns接着, 输出平均电流Io = 0.5 * Toff/T * Ispk输出功率为Po = Vo * Io最后计算Po*(1/T), 就可以了, 我写了主要思路, 没有时间弄得很详细的, 我想对这个问题感兴趣的网友都能把其它步骤得出.输出电流的取舍, 实际上你要先定好电路输出的最大平均电流和瞬间输出PEAK电流, 把他们反射回初级POWERMOSFET源极, 就可以决定取多大SENSE电阻, 当然估算后还要实践做微调. Po=0.5*L*I*I, 也可据此估计变压器的初级电感.您能具体讲讲R10、ZD2是如何起作用的吗??C9上的电压是正比于输出电压的, 所以, 如果其它问题造成输出过压, 可通过R10, ZD2起到一定的保护作用.知道稳压有两种方法吗?1是通过光藕把初次级联系起来构成稳压环路, 2是初级稳压(以前用很多, 包括电视机开关电源, 用这种方法可设计好可达+/-10%的精度, 并且使用多年还没问题), 只不过在这里, 稳压管和电阻串联, 是有条件的初级稳压,条件是输出在正常值之外才起作用, 之内是光藕回路起作用.所以, 要认真设计稳压管和电阻串联回路.看完大家的討論好像沒人知道RCC真正的動作模式.板主提供的線路真正的基本精神還是脫離不了變壓器.一個Lp的參數才是主導整個線路的命脈.其它的零件都可以暫時不管它.各位還是要先了解變壓器的BH曲線是如何與電特性結合在一起的觀念才能真正控制RCC的輕中重載的頻率.事實上控制頻率真正的主角是變壓器Lp.N是控制Vds的最大耐壓.因為RCC是標準QR MODE所以為了達到伏秒平衡只能改變頻率來達成諧振目的.其實Lp的大小依然控制另一項重要參數是二次側peak電流的大小.它對二次側的電容有關鍵性的權利.如果能夠結合這個關鍵性的等式.那就恭喜你已經打通FLYBACK的竅門.從這裡你就可以回推一次側的Ipeak.有了這個參數你就可以推導出MOSFET規格對不對.H的大小是多少Oe.NI值會不會飽和等.B的大小在各種電壓下.總之如果你沒有材質資料以上都是空談.最後請各位真正去向鐵心廠商要完整資料好好體會一下AL,BH,NI之間的關係.相信你會發現真正的開關電源是什麼樣子.共勉之!!台湾人译着阻隔振荡变换器.Lp是指主T的感量.控制著儲能電流的斜率.經過電阻激發SCR ON關閉MOSFET.當MOSFET 關閉時進行能量轉移到二次側.你可以想一下SCR為什麼會OFF條件如何形成.當磁能退化到Br時MOSFET的GATE再度充電而TURN-ON.如此週而復始.所以上升的速度決定下降的時間.因此Lp大小控制頻率.只是什麼樣的Lp及鐵心大小最適合你的需求就要自己多多累積經驗跟理論基礎設定初始值了.多點想像力會幫助你學得快樂.不要鑽牛角尖要能反向思考.正反都能說對那它就是對的.我是以板主提供的線路圖為基準.當MOSFET TURN ON時IDS是以VIN/LP線性上昇.在R11上產生電壓降去激發Q2Q3所組成的SCR線路.當SCR被激發時MOSFET的VGS會被短路.而使得MOSFET OFF產生FLYBACK作用能量轉移二次側.但是如何使得SCR OFF就是關鍵問題了.只要SCR能OFF MOSFET才有可能再TURN ON.不知這樣說明你會明白嗎.以上請參考.RCC线路工作在临界电流模式状态, 在初级MOSFET导通期间, 初级线圈可看做一个电感, 根据公式V=L*dI/dt, dt就是Ton, 可以知道Ton有Vin, L(初级感量)决定. 在次级导通时, 仍然用公式V=L*di/dt理解, 此时dt是Toff, 由次级感量L和输出电压V决定. 以上可得其实按经验而言, 因为RCC工作在TM下, 所以它的Duty cycle由下式决定:D = Vor/(Vdc+Vor)Vor是次发射到初的反射电压, Vdc是桥整后大电解电容上电压.设计原则: 要求D<0.45(在Vdc是最小, 如AC90V or AC 180V), 同时输出功率最大时候.所以设计步骤是先定D(占空比), 然后根据AC输入范围确定Vor, 其次根据输出电压和次级整流管压降确定变压器初次圈数比N, N定好后根据所选变压器骨架磁芯确定初级圈数(此处先不管线路频率), 所以自然次级圈数就定了.........至于频率, 调整GAP可以变动.对于这个Vor次发射到初级的反射电压的作用,不太理解.由AC确定Vor后,Vor有什么用?因为D已经确定了阿?输出电压和整流管压降师已知的,与Vor无关,那么这个Vor有什么作用?其实我也在拿你说的知识来对比理解反激式的原理.其基本原理我认为与RCC差不多,只不过运作方式不同.再次感谢楼主Yansn,让我受益匪浅Vor is "output reflect voltage", 即次级反射到初级的电压在次级别导通期间. 反射电压是客观存在的, 是有初次级圈数比和次级线圈两段的电压决定, 而次级两断电压又由输出电压Vo和管压降Vf(about 1v for fast recovery diode, 0.8v for SBD)相加决定.根据变压器原理, 和磁滞环线, 变压器中磁通要在工作中平均恒定, 虽然瞬间有比如说正向的变化, 但必须在紧接着又负向的变化, 以保证总磁通稳定. 否则, 变压器磁通会逐渐增大, 向无穷大方向变化, 当然就是实际的饱和, 饱和后线圈的电感量急剧降低, 相当于空心线圈, 然后引起电流很大, 超过串联的POWER MOSFET承受能力, 而烧毁POWER MOSFET.再用形象化的语言描述, 磁通复位, 就是变压器初级主线圈的正负向VT值(电压时间乘积)必须相等, 才有公式Vdc*Ton = Vor*Toff, and then we get: D = Vor/(Vdc+Vor)首先谢谢你提出如此有价值且尖锐的问题, 技术的东西就需要这样一起讨论才能让我们各位进步!关于反馈的接法,的确有两钟, 电感前和后, 但我看来各有利弊.1) 接在电感前, 瞬态响应好, 输出纹波也是稍微象你说的那样变小, 但TL431取样电路采样进来的噪音太大, 电路容易自激.另外, 在大电流输出负载变动时候, V0输出电压有些不太稳定, 要记住电路中所有点只有R19上端点的电压最稳定.2) 接在电感后, 对输出电压的稳定很有好处, 同时此时电感充当了整个控制环路一个滞后的电抗元件, 只要电感量不是很大, 回路补偿是相对容易好调整. 至于输出纹波, 因为本身有一个LC回路, 并不见得会增加多少, 你可实际对比测试, 因为从直流角度出发, 电感前的电压也是相当稳定的.。
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RCC(即RINGING CHOKE CONVERTER)的英文缩写。
是一种非定频电源,在国内很多场合都有应用,我来说一下其工作原理,(原理图如下图示)说得不对之处还请大家指正。
1、开关电源的自激振荡状态
开机后,交流电通过整流滤波后一路通过变压器初级加到开关管Q2漏极(D极),另一路通过启动电阻R2、R3加到Q2栅极(G极),从而使开关管Q2导通。
导通后,变压器T1原边产生上正下负(1正2负)的感应电动势。
由于互感,T1辅助绕组也产生相应的下正上负(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C5、R5加到Q2的G极与S极之间,从而使Q2的漏极电流进一步增大,于是开关管Q2在正反馈雪崩过程的作用下迅速进入饱和状态。
开关管在饱和期间,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向而截止,电能便以磁能的形式储存在T1初级绕组内部。
由于正反馈雪崩过程时间极短,定时电容C5来不及充电(也就相当于短路)。
在Q2进入饱和状态之后,辅助绕组上的感应电压对C5充电,随着C5充电的不断进行,其两端电位差升高,于是Q2栅极电位就会降低,从而使Q2退出饱和状态,当Q2退出饱和状态之后,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,辅助绕组3端负的脉冲电压与定时电容C5所充的电压叠加后,使Q2迅速截止。
开关管Q2在截止期间,定时电容放电,以便为下下正反馈电压(驱动电压)提供电路,保证开关管Q2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。
当初级绕组能量下降到一定值时,根据电感中的电流不能突变的原理,初级绕组便会产生一个反铅电动势,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Q2重新导通。
因此,开关电源便工作在自激振荡状态。
因此,RCC电路的导通时间也即是C5电容的充电时间,其关断时间也即为C5电容的放电时间!
2、保护电路
A、短路保护
当输出短路时,辅助绕组3脚电位跟着抬升,从而使Z1击穿,使Q3导通,拉断Q2栅极电位,从而关断震荡,起到保护作用!
B、OPP
当输出功率增大时,输出电压下掉,经过431反射,使光耦导通程度加强,也即通过光耦次级流到R8的电流增加,当加在R8上的电压>=Q3的B-E导通电压时,Q3导通,从而实现保护功能!。