小功率开关电源的经济效益提升方案RCC电路的彻底解析.pdf小功率开关电源的经济效益提升方案RCC电

文件名称: 小功率开关电源的经济效益提升方案RCC电路的彻底解析.pdf

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详细说明：小功率开关电源的经济效益提升方案RCC电路的彻底解析pdf,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。图4)RCC回路刀又亻吵于∽纩勤作力飞匡力下水品上盯才下亦斗叶,盘Lt T∩FF!函 b不足T OFF恶图:集电极电流波形 VI=PI-Vce 因逆向電匙OF下 a·卧 Tr一牙基拒線臣即皱加上使Tr更0N之電思 r急落是oN r )Tr0N肺〔T Tr OFF之後立即流通雒持TrON時贝IaN 之安數同之電蔬丁r之電流增加,脱阳 h石和域,v上郎T M J亦下阵r真碑時使陡①F Tr之器冱加上进向之電里 We Tr0FF時(Tr) 望巫器之能鼓会部移歪出之踩m0F bio=D As 凿一極记D之笔诳醚時,费骅之帑。由此果,Tr 钺加上正假,回极到(之狀滤。 ) TT RoN之間(T。→Tx) R.C.G之功作跃职 ○选择基极电阻的重要性前面的工作说明是在输出电压稳定后的初期状态。此线路的开关管基极的驱动条件极为重要,例如: 输入电压上升,则也增加,同时跟着增加,也就是说导通时间增长。反之,若输入电压下降,未达到必要的,则不能导通,如此的直流电流放大率也需要考虑, 最低的输入电压由流过的基板电阳来决定如何决定线圈的匝数?若开关管截止时,(如图)开关管射极与基极间加上逆向电压, 则使用的三极管的()决不可超过以下条件: hAt Afr 5}久,亏y又夕 a正以夕間王浪形 te 进八有7又E,Ⅱ-压水即阳3石 №圹酽7弓亻冒夕飞臣 r7只電上才弓图截上时波形有电流流过,变成像图的方波。 b》RCC回詐形 1r1↓→【0L均弘 Jc oDianyan.com 一定之妇b ↓如4 图的脉动波形求所损失的功率其中L为廾关管导通时间,为廾关振荡周期在实际设计中,此因为很大,不能被忽视,且是全体转换效率降低的最大因素。 ○定电压工作的结构经过一段时间后:侧输出电压上升,此时图的的端电压也依输出电压的比例上升,也就是说,在截止期间,所积的能量就放出。给的充电电流与同时流动,则线圈与线圈的电压与圈数比的关系如下: =叫t)-n NS 其中为的正向电压,当变化时,也跟着变化的端电压上升,稳压二极管导通,则的基极电流下降,加速的截上。以电压的关系来看,的电压为所以与g的比取决于输出电压。总之,这个稳定电压的精度自接受输出电压精度的影响,即用温度系数良好, 的稳压二极管只是变压器的各组线圈的电阻,使电压下降,或的工作电阻的正向电压的变化等因数的影响,实际上无法得到横高的精确度原来的逆偏压也被涉及,实际|:,也是由的其纳电压来决定的 ○启动时,集电极电流的控制在定电压动作期间,的端电压很小,的基极电流未被限制,即集电极电流由和来决定。其实开关管的在制作时,差值很大,环境温度也会有很大的变化,因此,若没有任何的限制时, 集电极电流会大大的流失。对线路本身,有很多的损害,为防止此原因,则增加也就是说的发射极电流增大,的基极电流下降,的导通时间件短,使输出电压下降,进行稳定化作用。总之,的最大值不能超过所决定的值。图为此说明图例 R S)WB40 25 20IT EU? 入力 120k 体后 AG85 长x2sc2552 CuzZ 5 ln h D4月界 D 工D 9 Tr Rsrl 15Q a1Xhsc·a恐LTn?tDNL了 2sc1815 EF-22 H35 品,少LQF嘈图基本的电流检测控制电流图设计实例振荡常数(频率)的解析在这里,必须要了解作的振荡频率和占空比。 ○占空比如图,依次绕线数的流出电流为的最大值而得到 ● 二次回路的电流最大值,依变压器的基本原理: 团9》RCc回路笔流浓形【》等惝每菖 :入力专度 e:№口于压 b).宽洪)形 l:西出力砲渍 e2:2次鬯№燼千電,丘L;1ⅸ亻々 i:li亻ν千> 葡溃 :2塹夕η一F【≤:2次甍哚亻}夕》又ip:i四大偭始:迺流出力飞压 №:1乞2￠数 :2六老们 i:2;伴仍宅流娓大练图电路的电流波形二次电流因随率衰减,则瞬间值为 M y 方式的初期条件,当时, 惡%v0 G 以式中的代入而求得 ns Er M 4所以上式成立下求占空比 ,Don lan+to +ME。 is t明此时代入上式 D0+以+0m+%(aD 成为较实用的公式 ○如何求振荡频率由于一次侧与二次侧的电量相等的条件, 依此求得由此演变,可求得振荡频率 ltlm型;,+4, 巧+22P+212m 由以上两个结论公式,方式的工作就应该很明了了 (1)占空比与输入的电压成反比,增大,变小,也就是说变短 NL 不会变 (2)占空比不受负荷电流的影响。 (3占空比随变压器一次侧电感量变大而增加,二次侧电感量的增大而减小 (4)振荡频率随输入电压上升而上升,与负载电流成反比例而下降 5)振荡频率随,成反比下降以上结果与实际结果非常一致。变压器的设计 O求次线圈匝数变压器的设计方式,最先求一次线圈的圈数(匝数) 依的设计方式,图为铁心(磁体 )的曲线,土之点为饱和点,此点的磁通密度称为饱和磁通密度。的0)"7叨D-H曲1 自H盘粮泄度铃性(H;d) 6 i; 4i.i. rD 上下乜与乌 E 仍半分四量 4~ fElT.45T: 欧十凸 T n!1/4 2000 上玄石 dirr B 11?141G18 fei 图磁曲线图工阻又宁F 曲线的温度特性图的电流波形一次绕组的求解公式如下: 「巩 BA·f 最大值为 :线圈的电压 :磁体的磁通密度:磁体的有效截面积若磁体的材质为磁体,如图,温度的变化,使最大的磁束磁通密度产生变化,也就是说,依实际的工作条件的特性求得,在℃的为高斯),范围很小,人约用的值,去估计使用。若在过流状态下,会很大,磁体仍在此范围内,此过度状态是因憾体未达到饱和的缘故。 ○电感值的计算: 当输入电压最小的占空比用法去设计时,像(图般)的碎泼,输出功率为,功率转换效率为η, 次侧电流的平均值为(),最大值为 h=4L=4 次绕组的电感为 4 ○其它线圈的计算次电流的峰值(),对于输出电流的关系如下: f=4 次绕组的电感量为: 5 如果这里的条件,则次绕组的圈数为下式中为二次整流二极管的正向压降,其中 2· 求解得却开关管基极驱动绕组的计算: 因的条件 M 以上各绕组匝数凵经决定输出侧因线路电压降的发生实际的圈数有必要比以上值稍多因实际磁导率的关系必须加入气隙方式的变压器在求一次侧匝数时磁通密度为必要的条件即以上的计算方式较电感的实际值通常要大一些在固定的输岀功率下振荡频率太低的结果会导致磁饱和因此当磁体的实际导磁下降时电感值非减到必要值不可用实际的磁体则像图一样插入气隙五山2/ 艹了的脊左『夕·引一儿 ∵小自盪看图气隙的描述气隙的求法如下: ApR●0 这里要求的为磁回路内合计的气隙的厚度故中心孔与外部两地方同时把距离插入也就是说气隙纸的厚度为气隙纸的材质只要是绝缘的物质就可以这种纸因温度的关系厚度会改变通常纸或板来使用纸在低频时有可能出现噪声,稳定性也不是很理想。采用磨的方法比较好,但是磨的话在变压器工艺上会比垫纸困难。) 变压器绕线结构变压器会因为线圈的绕线方式而在特性上有很大的差别,特别是一次绕组和次绕组间的结合度,非注意不可。结合度是一次绕组所发生的憾束,比起次侧线圈来诱导时,没有被诱导的部分称为磁漏( )(这句就是我们所说的漏感,即由于初、次级间,匝与匝之间,磁通不能完全偶合而出现的漏感。) 要使结合度上升,对于绕组的结构,有下列两点必须注意 (1)各绕红要绕满图数若少的话,只绕半时,可将每圈都把间隔加大,或把线径减小,条线起绕也有效,如图圆14卜又⑦水情四5》}X仍>F亻子些少么山隔要与飞幅L刁【{ 仁《上方已凸 6。刁№ e23Q o eve e964-n 16 eM又德4t M 西6 F亻平隅約回№ 上 OoOeeGOCO A M 图图 (2)如图明治的多层分割绕法绕组的顺序为:最初从一次绕组绕起,其次是次绕组,普通最后由基本绕组完成。在此,则由一次绕组再绕一次,与底层的并列,再接在一起其他绕组:用和夹着之故,次绕组及其他绕组间的结合度就回提扃。漏感电感的影响变压器要完全偶合是不可能的,尤其是方式,因设有很大的气獄,漏感必然增加。如图所小,型等效回路的的漏感就户生了烟团16〉卜又的T型回 4二上=i/2 工办图当一次与次电流流动时,能量就开始积蓄,若其他的绕组未偶合的话,一次侧的能量就无法完全转移到次侧, 小变压器在截止的瞬间会发生很人的逆电压,与的集电极电压叠加在一起。扣制逆电压的吸收( )电路又路電压波形百元扎力成分允生扩成分 6工京儿雪,C仁行白廿片:二涌亨廿西。图图中,在绕组两端,加入由二极管,电容构成的电路。漏感电感积蓄的能量为,振荡频率为, =Ln·- 在截止时发生的逆电压为,若在电容的直流电流,就被抵消掉。由上式公式来决定,电阻值增加,则电压就会生高电阻值低,电压就会下降。但与次绕组和输出电压有关。反激电压丁%+ 这样低的电阻值就会将损耗增大变压器的漏感或因输出功率所引起的积蓄能星而起变化,所以这里的电约为最合适滤波电容的决定方法 ○纹波()电流为主要参数方式,设计时的亘点在输岀侧,滤波电容的纹波电流,次侧在开关管截止期间流通,因电流波是三角波, 因此纹波电流的实际值显的更大。当电解电容因纹波电流的流通,由于內电阻而产生损耗,因此内部温度上升,此为电容寿命缩短的原因电解电容在最高温度使用时,顶多能保证小时的寿命,当温度上升℃,则寿命将减半。受周围发热物的热度影响的同吋,纹波电流本身发热的抑制L作非常重要。因此纹波电沇的最大值必须加以规定高频用电容,因内电阻很低,所以比较大

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