自激振荡开关电源

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开关电源自激频率计算公式

开关电源自激频率计算公式

开关电源自激频率计算公式在开关电源中,自激振荡是一种常见的现象,它是由于开关管的导通和关断过程中的电荷积累和放电导致的。

自激振荡的频率是开关电源设计中需要重点考虑的参数之一,因为它直接影响到开关电源的稳定性和效率。

在本文中,我们将介绍开关电源自激频率的计算公式及其相关知识。

自激频率的计算公式可以通过开关电源的电路结构和元件参数来推导得出。

一般来说,开关电源的自激频率与开关管的导通和关断时间、输出电感和输出电容等参数有关。

下面我们将分别介绍这些参数对自激频率的影响,并推导出自激频率的计算公式。

首先,我们来看开关管的导通和关断时间对自激频率的影响。

在开关电源中,开关管的导通和关断时间决定了电荷的积累和放电的速度,进而影响自激振荡的频率。

一般来说,导通时间越短、关断时间越长,自激频率越高。

导通和关断时间可以通过开关管的参数和工作条件来计算得出,一般可以通过开关管的数据手册或者实际测量来获得。

其次,输出电感和输出电容也对自激频率有一定的影响。

在开关电源中,输出电感和输出电容是用来滤波和储能的元件,它们的参数会影响到自激频率的大小。

一般来说,输出电感越大、输出电容越小,自激频率越高。

输出电感和输出电容的数值可以通过电路设计来确定,一般需要考虑到输出电压的稳定性和输出波形的纹波等因素。

基于上述参数的影响,我们可以得出开关电源自激频率的计算公式如下:f = 1 / (2 π√(L C))。

其中,f表示自激频率,L表示输出电感的值,C表示输出电容的值,π表示圆周率。

通过这个公式,我们可以清晰地看到自激频率与输出电感和输出电容的关系,进而可以通过调节这两个参数来控制自激频率的大小。

除了上述参数之外,还有一些其他因素也会对自激频率产生影响,比如开关管的驱动电路、负载的变化等。

在实际设计中,需要综合考虑所有这些因素,并通过实验和仿真来验证自激频率的计算结果。

总之,开关电源自激频率是一个重要的设计参数,它直接影响到开关电源的性能和稳定性。

基于自激振荡的手机充电器电路

基于自激振荡的手机充电器电路

基于自激振荡的手机充电器电路百度文库---翩翩奇货1一,输入半波整流滤波电路:220V 交流从左边输入,一端经过一个4007二极管半波整流,另一端经过一个10欧1W 的碳膜电阻后,由10uF 高压电容滤波。

这个10欧的电阻是用来做过流保护的,如果后面出现故障等导致过流,那么这个电阻将被烧断,从而避免引起更大的故障。

二,初级开关管与其防护电路:电路中间的4007、4700pF 电容、82KΩ电阻,构成一个高压吸收电路,当开关管13003关断时,负责吸收线圈上的感应电压,从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。

13003为开关管,耐压400V,集电极最大电流1.5A,最大集电极功耗为14W,用来控制原边绕组与电源之间的通、断。

当原边绕组不停的通断时,就会在开关变压器中形成变化的磁场,从而在次级绕组中产生感应电压。

三,开关管驱动与保护电路:中间510KΩ为启动电阻,给开关管提供启动用的基极电流。

13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻,电流经取样后变成电压(其值为10*I),这电压经二极管4148后,加至三极管C945的基极上。

当取样电压大约大于1.4V,即开关管电流大于0.14A 时,三极管C945导通,从而将开关管13003的基极电压拉低,从而集电极电流减小,这样就限制了开关的电流,防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构,将开关管的最大电流限制在140mA 左右)。

变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经底下整流二极管4148整流,22uF 电容滤波后形成取样电压。

为了分析方便,我们取三极管C945发射极一端为地。

那么这取样电压就是负的(-4V 左右),并且输出电压越高时,采样电压越负。

取样电压经过6.2V 稳压二极管后,加至开关管13003的基极。

前面说了,当输出电压越高时,那么取样电压就越负,当负到一定程度后,6.2V 稳压二极管被击穿,从而将开关13003的基极电位拉低,这将导致开关管断开或者推迟开关的导通,从而控制了能量输入到变压器中,也就控制了输出电压的升高,实现了稳压输出的功能。

自激式开关电源的原理

自激式开关电源的原理

第3xx 自激式开关电源的原理与应用自激式开关电源利用调整管、变压器辅助绕组构成正反馈通路,实现自激振荡,再借助反馈信号稳定电压输出。

由于调整管兼作振荡管,所以无须专设振荡器,故所用的元器件较少,电路简单、成本低,在一定程度上简化了电路。

由于自激式开关电源经济实用,目前仍有较多的电子设备采用自激式开关电源,比如手机充电器、打印机、自动化仪器仪表、电视机和显示器等。

本章拟在讲述自激式开关电源基本电路的基础上,以几种变压器耦合型自激式开关电源的电路实例为载体,配合关键点的测试波形,剖析它们的工作原理,希望引领读者进入开关电源的万千世界。

3-1 自激式开关电源的工作原理自激式开关电源的特点1.自激式开关电源现在所有由市电供电的AC-DC设备,几乎全部采用变压器耦合型开关电源,也称为隔离型开关电源。

功率管周期性通断,控制开关变压器初级绕组存储输入电源的能量,通过次级绕组进行能量释放。

显然,开关电源的输入与输出是通过变压器的磁耦合传递能量的。

由于变压器绕组之间是绝缘的,因此初次级绕组完全隔离,即“热地”和“冷地”是绝缘的,且绝缘电阻和抗电强度均可达到很高,这一特点对用电安全尤为重要。

若开关管的激励脉冲是由变压器辅助绕组与开关管构成的正反馈环路自激振荡产生的,称为自激式开关电源。

由于自激式开关电源的调整管兼作振荡管,因此无须专设振荡器。

除非特别说明,本书讲述的自激式开关电源均是指自激式变压器耦合型开关电源,下面就介绍这方面的知识。

2.自激式开关电源的特点(1)自激式开关电源结构简单,生产制造成本低廉。

(2)自激式开关电源的脉冲信号是自激振荡产生的,是一种非固定频率的变换电路,随输入电压和负载变化而变化,轻载时开关频率较高或间歇振荡,满载时频率会自动降低。

(3)自激式开关电源在占空比D发生改变时,开关管的与相对值发生变化,因此D变化范围较小,一般小于50%。

(4)自激式开关电源具备一定的自保护功能,一旦负载过重,必然破坏反馈条件,振荡将因损耗过大而减少或和间歇振荡,因此保护电路比较简单,这是自激式开关电源的一大优点。

开关电源:单管自激,反激,推挽,半桥,全桥

开关电源:单管自激,反激,推挽,半桥,全桥

图 2.4 单端正激式开关电源
单端反激式开关电源 反激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正好被直流电压激励 时,变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出,而仅在变压器初级线圈的 激励电压被关断后才向负载提供功率输出,这种变压器开关电源称为反激式 开关电源。反激式开关电源是在反极性(Buck—Boost)变换器的基础上演 变而来的,它具有以下优点: 比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感及一个续流二极管,因此,体积 比正激式开关电源的要小,且成本也要低。
C18 Q5 C1815 22u50V
+
D17 R21 1N4148 12k
R27 1.5k
HW.79 94V-0
S-100N-R5
2000-11-21
+
C17 1u50V
MW
S-100-24 IN 110VAC 1.9A IN 220VAC 0.8A OUT 24VDC 4.5A
TL494 管脚功能及参数
+
R3 100R 2W 102 1kV FMX 1
C2
+V +V
1k 2W
C1 +
SCK054
TF-096
C3
D3S B-60 -0.5
N C10 4.7u50V T2 D7 R6 T028 15R
3A250V R13 580k 1/2W RT C6 220u 200V 470u 35V x5
开关电源:单管自激,反激,推挽,半桥,全桥
单端正激式开关电源 正激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正被直流电压激励 时,变压器的次级线圈正好有功率输出。它是在 BUCK 电路的开关管 Q 与续 流二极管 D 之间加入单端变压隔离器而得到的。它具有以下优点: 1) 正激变换器利用高频变压器的一次侧、二次侧绕组隔离的特点,可以方 便的实现交流电网和直流输出之间的隔离。 2) 正激变换器电路简单,成本很低,能方便的实现多路输出。 3) 正激变换器只有一个开关管,只需一组驱动脉冲;其对控制电路的要求 比双端变换器低。

RCC设计

RCC设计

单端自激式(RCC)反激开关电源虽然效率低、调试麻烦,但是,它电路简单,更可贵的是具有“自我保护能力”---当输出过重或短路时,可自动进入间歇振荡保护模式并且啸叫“提醒”用户,而保护自己不被破坏。

因此,单端自激式(RCC)开关电源一直也受到重视并广泛使用。

关于单端自激式(RCC)反激开关电源的原理非常简单,就不赘述;但是该电路调试比较困难,这里以下图为例,简要说明其调试步骤及项目.调试用设备:1、调压器;2、示波器;3、万用表;4、其他(功率电阻,电位器,电容,电阻等等)调式步骤及项目:1、PCB及焊接情况检查检测输入输出有无短路,元件极性是否正确,有无触碰等;2、振荡调试输出接一半负载,将输入电压慢慢调高,将示波器探头靠近变压器,看是否振荡。

通常几十伏(因负载而异)就可听到振荡的吱吱声;若已到满电压仍然无振荡,说明振荡电路有问题。

重点查:A、起振电阻:R8B、震荡管:Q2C、正反馈回路:C8,D6,R6D、振荡变压器:极性是否正确3、稳压调试将输入电压慢慢调高,监视输出电压变化,输出电压VCC+15V A逐渐增大,当到15V时,应不随输入电压再继续增大;若继续增大,就要检查稳压电路:A、次级稳压部分:R1,R2,U1,R4;B、光耦:PS1C、初级稳压部分:D1,C3; R5,Q1;4、重载启动调试在输出接1.2倍的最大负载,输入电压调至允许最低值,上电,观察波形和输出电压;若启动迅速,波形、电压正常说明该项正常;若进入间歇振荡,或输出电压偏低就要检查或调节以下元件:A、起振电阻:R8B、正反馈:R6,C8C、过流检测电阻:R12D、过压保护:DW15、恒流驱动调试在输出接1.2倍的最大负载,输入电压调至允许最高值,减小驱动,刚好使输出电压降低,在适当加大一点即可;调节:A、驱动:R6,C8B、恒流驱动:DW2,R106、过流保护调试在输出接1.2倍的最大负载,输入电压调至允许最低值,将驱动加大一些,继续加重负载,观察R12两端电压波形,调节R12使输出电压降低。

自激式开关电源的分析方法

自激式开关电源的分析方法

浅谈自激式开关电源的分析方法摘要 crt彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路,工作原理复杂、维修较困难。

本文结合笔者多年教学实际,提出了以自激振荡过程为核心的电路分析方法,便于学生较快地熟悉其工作原理,掌握保护电路和稳压电路的分析方法,具备快速检修开关电源的能力。

关键词自激振荡;开关电源;分析中图分类号tn86 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)44-0078-020 引言目前,crt彩色电视机中主要采用分立元件组成的自激振荡式并联型开关电源电路。

由于其核心器件电源调整管工作在非线性状态,与串联稳压电源相比,具有体积小、重量轻、效率高、电压适应范围宽等显著优点,但是其工作原理复杂、维修困难,在实际教学过程中学生难以迅速掌握。

本文介绍了以自激振荡过程为核心的分析方法,便于在教学过程中使学生熟悉其工作原理,具备快速检修开关电源的能力。

1 开关电源的工作原理220v交流电直接经低频整流滤波后得到300v左右的直流电压,利用高频自激振荡电路将直流电转化为30khz~60khz的脉冲信号,再经储能变压器的能量转换送入高频整流滤波电路,经高频续流二极管整流后得到所需的多组直流电压输出。

通过取样调整电路,改变高频脉冲的脉冲宽度或脉冲周期来稳定输出电压。

开关电源电路常分为低频整流滤波电路、自激振荡电路、稳压电路、保护电路和高频整流滤波电路等部分。

其工作过程中的关键环节是产生高频脉冲,在将能量转化为高频脉冲时,开关管工作在饱和导通和截止状态,提高了能量利用效率;将能量转化为高频脉冲,可以通过改变占空比调节向输出端提供的能量,有利于适应电网电压大范围的波动;将能量转化为高频脉冲后,可以减小高频滤波电容容量,有利于缩小电源体积,减少电源重量。

2 自激振荡电路原理分析自激振荡电路起振是自激式开关电源正常工作的必要条件,开关调整管和变压器初级绕组l1参与振荡过程。

当开关调整管工作在饱和导通状态时,在变压器初级绕组l1上产生上正下负的感应电动势,次级绕组l2产生上负下正的感应电动势,初级绕组l1中的电流逐渐增大;当开关调整管截止时,变压器初级绕组l1上产生上负下正的感应电动势,次级绕组l2产生上正下负的感应电动势,续流二极管vd导通,向负载提供能量,并对电容c充电。

反激ACDC开关电源设计解析(上)

反激ACDC开关电源设计解析(上)

(上)彭磊•10W以内常用RCC(自激振荡)拓扑方式•10W-100W以内常用反激式拓扑(75W以上电源有PF值要求)•100W-300W 正激、双管反激、准谐振•300W-500W 准谐振、双管正激、半桥等•500W-2000W 双管正激、半桥、全桥•2000W以上全桥•在开关电源市场中,400W以下的电源大约占了市场的70-80%,而其中反激式电源又占大部分,几乎常见的消费类产品全是反激式电源。

优点:成本低,外围元件少,低耗能,适用于宽电压范围输入,可多组输出.缺点:输出纹波比较大。

(输出加低内阻滤波电容或加LC噪声滤波器可以改善)•今天以自行车充电器为例,详细讲解反激开关电源的设计流程及元器件的选择方法。

EMI整流滤波变压器次级整流滤波开关器件PWM 控制IC隔离器件采样反馈输出高压区域低压区域—保险管•作用:安全防护。

在电源出现异常时,为了保护核心器件不受到损坏。

•技术参数:额定电压V、额定电流I、熔断时间I^2RT。

•分类:快断、慢断、常规•0.6为不带功率因数校正的功率因数估值•Po输出功率•η 效率(设计的评估值)•Vinmin 最小的输入电压•2为经验值,在实际应用中,保险管的取值范围是理论值的1.5~3倍。

•0.98 PF值相关知识•大部分用电设备中,其工作电压直接取自交流电网。

所以电网中会有许多家用电器、工业电子设备等等非线性负载,这些用电器在使用过程中会使电网产生谐波电压和电流。

没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路,输入电流波形呈尖脉冲状。

交流网侧功率因数只有0.5~0.7,电流的总谐波畸变(THD)很大,可超过100%。

采用功率因数校正技术,功率因数值为0.999时,THD约为3%。

为了防止电网的谐波污染,或限制电子设备向电网发射谐波电流,国际上已经制定了许多电磁兼容标准,有IEEE519、IEC1000-3-2等。

•功率因数的校正(PFC)主要有两种方法:无源功率因数校正和有源功率因数校正。

自激振荡电路

自激振荡电路

自激振荡电路
目录
1概述(电路类别、实现主要功能描述): (2)
2电路组成(原理图): (2)
3工作原理分析(主要功能、性能指标及实现原理): (2)
4关键参数计算分析: (2)
5电路的优缺点 (2)
6电路的应用说明: (2)
7应用的注意事项: (2)
直接加在驱动变压器T2的原边GH上,即H为正,G为负,根据变压器同名端得知T2的I为正,J 为负,K为负,这样又给Q101的基极一个正向电压,形成电压正反馈,使Q101的基极电流ib1越来越大,ic1也随着越来越大,变压器T1的磁通也越来越大,当ic1=βib1时,ic1不再增大,磁通也不再增加,加在T1原边上的感应电势瞬间为零,则加在GH上的电压也瞬间为零,加在Q101基极上的反馈电压也消失,则ib1减小,ic1减小,变压器T1原边各绕组上产生极性与原来相反的感应电势,加在GH上的感应电势也反向,这样使ib1越来越小,ic1越来越小,相反,ib2增大,ic2增大,致使Q101截止,Q102饱和导通重复上面的过程。

通过一管导通一管截止周期性变化来维持系统正常工作,实现原、副边能量的传递。

4关键参数计算分析:
见12D12/100计算书。

5电路的优缺点
优点:电路简单,元器件少,稳定性能好,成本低;缺点:效率偏低。

6电路的应用说明:
本电路属于成熟电路,应用本电路已大批量投产过很多产品,并且没有客户反馈的不良信息,如5S5/100,5D5/80,12D15/33。

7应用的注意事项:
(1)综合考虑开关频率、开关管基极驱动电流以及产品的额定负载等参数来选择主变压器的规格;
(2)驱动变压器T2的同名端一定不要标错,否则会损坏器件;。

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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。

既然通不过EMC测试,依照中国法律就不能销售,因此厂家就打“擦边球”,把充电器定位为赠品,国家对电器赠品并没有强制安规要求。

再则,质量认证部门考虑到手机充电器输出功率小、对电网干扰小,在对手机作认证时对充电器“睁一只眼、闭一只眼”,于是,不符合国家标准的手机充电器就堂而皇之地进入市场了。

当然,对于用户来说这些元器件的存在与否与充电的电性能几无关系,并不会影响消费者正常使用,只是与国家标准要求不符而已!RCC充电器电路结构简单,工作频率由输入电压与输出电流(自适应)改变,控制方式为频率调制(PFM),工作频率较高,如图1是RCC充电器原理框图。

1由于许多国外知名公司的手机充电几乎都由国内厂商代工,所以该处应理解为国内厂商生产的自主品牌的内销充电器,下同。

Vi是整流滤波后的直流电压,DC-DC变换器包括变压器和开关元件,输出电压Vo经电阻R1、R2分压采样与基准电压V比较,差值进入PFM2控制器,输出信号控制开关元件的导通/截止,从而调节输出电压。

R本文介绍的几种RCC开关电源,由于图1中的部分环节就被省掉了,整机的可靠性大为降低。

图(1) RCC充电器原理框图本文通过对几种不同RCC充电器电路关键节点波形的测试分析,简述它们的工作原理,依据电路结构特点,提示读者正确辩识它们性能的优缺点,最后顺便讲述一些开关电源的通用电路知识,在此过程中体验数字存储示波器在电子测量和原理分析中的应用。

希望读者通过该文的阅读,对RCC充电器有一定认识,若读者能在该文的指导下排除充电器的简单故障,乃读者之幸,笔者之幸甚也!二、RCC变换器测试分析图2是深圳市某电子有限公司生产的“快速手机充电器”(厂家命名)。

产品规格:输入 AC180-240V 50/60Hz 0.1A输出 DC6.5V 500mA MAX2PFM是英文Pulse Frequence Modulation缩写,脉冲频率调制之意,RCC变换器的工作方式,而集成式开关电源大都为PWM工作方式,PWM是英文Pulse Width Modulation缩写,脉冲宽度调制之意。

图(2)图3是东莞市某电子科技有限公司生产的万能手机充电器。

产品规格:输入 AC220V 100mA输出 DC4.2V 180±80 mA 适用于250-3000mAh(毫安时)电池图(3)图4是中山市某电子有限公司给中山市小霸王电子公司配用的MP3/4/5充电器。

产品规格:输入 AC110-250V 50/60Hz 0.1A输出 DC5V 300 mA图(4) 中山市小霸王电子公司MP3/4/5配用的充电器深圳市某电子有限公司生产的“快速手机充电器”完整电路如图5。

为方便说明问题,图中专门标注了P1-P6共六个测试点,其中P4最为关键。

借助数字存储示波器,提取关键点的波形,帮助大家分析电路的工作方式,因此P4测试点波形会在多个图中出现,以期对比之用。

市电经保险电阻R1输入(也叫熔断电阻,兼具电阻和保险丝的双重功能),经D1~D4桥式整流、C1滤波后到开关变压器。

厂家在设计时保留C1的位置,但是实际生产时并没有安装,为了测试需要笔者加装之,如图2(个头大点),轻载时P1点电压约300V (图6测量值为V V 322 )。

电阻R2阻值较大,给Q1提供启动电流(R2也叫起动电阻,系统一旦正常工作,R2不再起控制作用,断开它系统仍能正常工作)。

刚上电时先由R2使Q1导通,变压器主绕组(①-②)产生自感电动势,极性“①正②负”,辅助绕组(③-④)极性“③正④负”、经C3&R7支路加到Q1的基极,Q1迅速饱和导通,集电极电流线性增加——正反馈效应(通俗地说就是一旦导通就让它狠狠地通)。

此时次级绕组极性“⑤负⑥正”,整流二极管D8反偏截止,变压器主绕组蓄积能量。

开关管Q1的集电极电流C i 增加到接近峰值CP i 时,变压器主绕组极性反转“②正①负”,辅助绕组“④负③正”,Q1基极有反向偏置电流Q1截止——正反馈效应(通俗地说就是一旦退出导通就快速地截止)。

5图(5)深圳市某电子有限公司生产的“快速手机充电器”此时次级绕组“⑤正⑥负”,D8正偏导通,变压器主绕组蓄积的能量瞬间耦合到次级,由次级再释放给负载。

RCC 充电器属自激振荡开关电源,它无需激励电路就可自由振荡持续工作(工作方式类似《无线电》2009年第七期《电子镇流器》中VT1、VT2交替开关),正常工作时P2、P4点电压波形如图7。

如果没有C1电路仍然能正常工作,但是整流后的100Hz 脉动直流周期性冲击Q1,使Q1工作于险恶的环境下,它的安全性能大打折扣。

图(6) P1点电压波形 图(7) 1是P2点电压波形,2是P4点电压波形 R4是一个非常关键的元件,P5点电压与Q1发射极电流成正比,电压越高Q1发射极电流越大,如图8信号CH1。

图(8) 1是P5点电压波形,2是P4点电压波形 图(9) P5点电压波形 图8显示在某负载下P5点电压峰值约为472mV (mV V 472∆),由此可知Q1发射极电流峰值约为69.4mA (472mV/6.8Ω)。

此时,还可以粗略计算出占空比D (=ON t /T ),方法如下:关掉通道CH2拉开波形,如图9,启用数字存储示波器测量功能,测量Q1导通时间ON t =1.52us ,而开关频率KHz f 5.98=,即us T 15.10=,因此%2.13/≈=T t D O N ——这个数值显示负载比较轻!理论分析:若以热地为参考点,当辅助绕组“④正③负”时P3电压为零(实际上约为-0.6V,D7的箝位作用),当辅助绕组“③正④负”时P3电压为某个高电压,那么P3点电压状况究竟如何?实测P3点电压波形如图10,图10显示P3点电压近似矩形波,低电平宽、高电平窄(占空比D小),高电平峰值接近40V,该电压是辅助绕组自感电动势与电容C4电压的叠加。

图(10) 1是P3点电压波形,2是P4点电压波形需要说明一下:正常工作时P6点电压相当稳定,电压值约5.7V,该值等于D5反向击穿电压和Q2发射结之和。

三、RCC变换器等效拓朴电路研究图5中辅助绕组整流方式和控制电路不太符合大家的欣赏习惯,它的的等效拓朴电路结构如图11——这个电路就是笔者之一葛中海于2004发表在贵刊年第七期的《简易手机镍氢电池充电器原理解析》文中讲过RCC变换器,有兴趣的读者可去查找它的完整电路。

图(11)反馈绕组及相关电路等效拓朴结构图11反馈绕组及相关电路等效拓朴结构与图5工作原理基本相同,区别只是P3点电压波形如图10,沿纵向向下平移——因为图5开关管导通时P3点电压是反馈绕组感生电压与C4电压之加,而图11开关管导通时P3点电压就是反馈绕组感生电压,如图12。

需要说明的是这个电路Q1具有过流保护功能,当P5点电压升高0.7V以上Q2导通,拉低P4点电压保证Q1的安全运行。

图(12) 1是P3点电压波形,2是P4点电压波形图5中D7用于设置C4正极的直流电位,稳压值越大C4正极直流电位越高;由于初、次级之间没有反馈通路,次级输出电压就由D7稳压值和主、辅绕组参数而定,稳压值越大输出电压越高,反之亦反;而等效拓朴电路中D7用于设置C4负极的直流电位,稳压值越大C4负极直流电位越低,同时输出电压越高,反之亦反。

顺便提示:同样负载下图12电路开关工作频率升高为106kHz(频率高乃效率高)。

有些公司为了节省成本干脆把Q2去掉,在P4与地之间串入一只几千欧的电阻作为稳压管D7的限流电阻,电路结构进一步简化,如图13。

需要说明的是简化电路结构安全性、可靠性都降低了。

由于本电路Q1不具有过流保护功能,所以当电路工作异常时,Q1和R4很容易同时烧断。

图(13)反馈绕组及相关电路等效拓朴结构图(简化)实测图13电路P3、P4点电压波形如图14。

图(14) 1是P3点电压波形,2是P4点电压波形 图(15) 轻载间歇振荡现象(原电路P3点电压波形)笔者实际的测试体验:同样负载下,开关管发热最小的是图11等效拓朴电路,图5和图13差不多。

需要说明的是,当负载较轻时Q1的基极电流B i 会相应减小,集电极电流峰值CP i 也减小,同时导通时间ON t 也随之变短,另外,输入电压的升高也会引起导通时间ON t 变短。

可以想象:当输入电压最高,输出功率最小时ON t 也最短;若输入电压升高,输出电流又下降,它作为ON t 最小值的输入电压与输出电流的界限时,就不能维持正常振荡,从而出现间歇振荡现象,见图15。

该电路次级输出与初级没有反馈通路,所以输出电压不是绝对的稳定。

实际上充电器设计时是以输入电压220V 时来考量的,若输入电压减小很多,输出电压也会适当下降,负载很重时输出电压也会下降。

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