RCC開關電源工作原理詳解

RCC（自激式反激轉換器）是一種結構簡單、成本低廉的開關電源電路類型，廣泛應用于市場上的小型電源供應器設計中。本文將詳細解析RCC開關電源的工作原理，幫助您更好地理解其基本功能和應用場景。

什么是RCC？

RCC是“自激式反激轉換器”（Resonant Converter Circuit）的縮寫，其名稱直接反映了其基本動作原理。RCC電路無需外部時鐘控制，僅通過開關變壓器和開關管即可實現振蕩。這種設計使得電路結構極其簡單，從而顯著降低了成本。

RCC開關電源的工作原理

1. 基本組成

RCC電路主要由一個開關管和一個變壓器組成。當開關管導通時，變壓器儲存能量；而在直流輸出端，此時沒有功率輸出。

2. 工作過程

• 開關管導通階段：

  在此階段，變壓器的一次側線圈（用Lp表示）通過開關管（Tr1）流過集電極電流（Ic1）。變壓器儲存的能量計算公式為：

  P = 1/2 × Lp × (Ic1)²

• 開關管截止階段：

  當Tr1截止時，變壓器的各線圈產生逆向電壓，輸出側整流二極管導通，變壓器儲存的能量被轉移到輸出側。換句話說，變壓器在導通期間存儲能量，在截止期間釋放能量。

3. 能量轉換公式

根據變壓器的能量守恒原理，一次側輸入的能量等于二次側輸出的能量。公式如下：

1/2 × Lp × Ic1² × f = Vo × Io

其中：

• f：工作頻率
• Vo：輸出直流電壓
• Io：輸出電流

RCC電路中的電壓和電流關系

當Tr1進入導通狀態時，變壓器一次側繞組（P1）加上輸入電壓Vin，二次側繞組（P2）按照繞組匝數比（Nb/Np）產生電壓Eb：

Eb = (Nb/Np) × Vin

此電壓在Tr1導通時與其極性相同，導致基極電流（Ib）繼續流動：

Ib = [(Nb/Np) × Vin - (Vf + Vbe)] / Rb

同時，集電極電流（Ic）隨時間線性增加，公式為：

Ic = Vin × T / Lp

在導通時間（Ton）內，Tr1處于飽和狀態，直流電流放大率（hfe = Ic/Ib）保持穩定。

RCC電路的優缺點

應用場景

由于其低成本和簡單的設計，RCC電路常用于以下場景：

• 小型家用電器電源
• 便攜式電子設備充電器
• 低功率LED驅動電源

總結

RCC開關電源以其簡單的設計和低廉的成本，在小型電源供應器中占據重要地位。盡管存在一些不足，但在特定應用場景中仍具有不可替代的優勢。

參考文獻

• Electronics Tutorials
• All About Circuits