2.5W小功率RCC開關電源制作,RCC power supply
市售便攜式CD/VCD機的交流適配器電路如附圖所示。該適配器標稱輸出為5V、500mA,體積為7×4×1.8cm,重量約180g,其功率體積比明顯優于普通工頻變壓器適配器。在市電220v輸入時測試其輸出電壓在空載和VCD機正常播放時約為5.2V,無明顯變動。該適配器隨機售出無圖紙,印刷板無元器件編號,圖中元器件數值為筆者實測,電路系根據實物繪出。雖然電源的Q16、Q17標識已被砂紙打去,但根據電路結構和管子體積形狀可以推斷Q16為MJE13003、Q17為8050。
該適配器不同于一般脈寬調制開關電源。Q16為開關管,R84為起動電阻,R83、C15為正反饋RC元件。D5為C15的放電通路。Q17為脈沖控制管,其基極R82的電壓降組成開關管Q16的過流保護電路,R81、C12作為隔離電路.以防止輸入Q17的穩壓控制信號被R82所短路。光耦器IC1和Q17又構成振蕩抑制型(又稱RCC型)穩壓控制電路.RCC的特殊之處是通過抑制自激振蕩的過程改變開關管導通/截止的占空比穩定輸出電壓,而不是控制每個振蕩周期正程的脈寬。
當接通市電Q16啟動以后,Q16的導通電流在脈沖變壓器中存儲磁能,隨正反饋過程C15充電電流逐漸減小開關管進入截止區,T釋放磁能,L4產生感應電壓經D7向C30充電,經過幾個振蕩周期后,C30充電電壓升高到5V以上,該輸出電壓經R17,光耦器發光二極管使穩壓管D8擊穿,光耦器初次級同時導通,使T的L2由D6整流的輸出電壓加到Q17的基極,Q17飽和導通,開關管Q16停振。此時C30向負載電路放電,當C30放電電壓低于5V時穩壓管D8截止,Q17隨即截止,開關管Q16又開始振蕩重復上述過程。其結果通過振蕩一抑制過程保持輸出電壓的穩定。
此穩壓過程不同于脈寬調制之處是,Q17并非對Q16的每個振蕩周期導通時間進行控制,只要C30的充電電壓未達到D8設定值Q17并不動作,因此稱RCC方式為非周期性開關電源。此種穩壓方式除Q16的振蕩形成輸出紋波以外,還有Q16振蕩被抑制產生的頻率較低的紋波,所以在輸出端需接入L10(82 uH)C32組成的濾波電路。RCC的電路簡單,還具有負載電流自動調控功能,屬50W以下小型開關電路的優選電路。作為便攜電器交流適配器的最方便之處是萬一空載也不損壞電源,空載時C30放電過程延長只通過R4有50mA的放電電流,Q16處于占空比極小的振蕩狀態功耗也極小。
制作RCC型電源關鍵是脈沖變壓器T的繞制。無論何種開關電源脈沖變壓器的計算是極繁瑣又極不準確的,對業余制作者來說通過估算,實驗調整來確定比較實際。即使是估算也涉及磁芯材料,結構的影響,限于目前市場產品參數的離散性,業余者也難以確定,此處只列出部分計算結果供參考。
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