1、引言
RCC(Ringing Choke Converter)电路，变压器(相当于储能电感)的工作模式处于临界连续状态，可以方便的实现电流型控制，容易得到快速稳定的响应，广泛应用于50W以下的小功率开关电源中。RCC电路结构简单，只需要少数分离原件就可以得到需专用芯片才能实现的电压输出性能，通过良好的设计就可以获得高效和可靠的工作。其次，许多与驱动有关的困难(驱动波形、变压器饱和等)在自激变换器中得到很好的解决。而且，由于总是工作于完全能量传递模式，副边整流二极管正向导通电流到零，反向恢复电流和损耗很小，产生的振铃相对于不完全能量传递模式也要小很多，因此输出的高频杂音也要小很多 基于以上特点，RCC电路在低成本高性能电源设备中广泛应用，例如低压小功率模块、家用电气、手机充电器等。如图所示，为RCC开关电源评估板原理图。(如图1)
2 RCC电路工作原理
2.1 AC输入整流部分
交流电(AC110～220V／50Hz)由J2-l进入，经过R2送至由D1～D4组成的桥式整流，并由C1滤波，把交流电变换为直流电(当输入交流电110V时，整流后的直流为155V左右，当输入交流电220V时，整流后的直流为300V左右)。
2.2 自激变换
(1)启动。接通输入电源Vin后，电流ig砸过电阻R5流向开关晶体管Q2的基极，Q2导通，ig称为启动电流。在RCC方式中，晶体管Q2的集电极I，必然由零开始逐渐增加，因此i 应尽量小一点。
(2)自激振荡。有了ig后，Q2进入ON状态，输入电压Vin、将加在变压器的初级绕组Np上，Np上正下负，同时辅助绕组NB感应了电压，VB=(NB／NP)V 也形成上正下负，于是电流通过C3和R1注入到Q2基极，加大了Q2的集电极电流IB，这样形成了正反馈，加速了Q2的导通。IC为一次线性函数，在一段时间ton内，集电极电流IC与直流电流放大倍数hPE之间都呈现如下关系：(启动后，在Q2开通过程中，基极电流I 基本保持定值不变)
在上述公式成立的条件下Q2才能维持ON状态。在ton后，由于IC一直保持线性增加，IB不再满足(1)式，IB进入不足区域，集电极电压由饱和区域向不饱和区域的转移。于是，NP线圈的电压下降，导致辅助绕组NB的感应电压也随之降低，基极电流IB进一步减小，Q2基极电流不足状态不断加深，Q2迅速转移至OFF状态。如果晶体管处于OFF状态，变压器各个绕组将产生反向电动势，次级绕组Ns使D7导通，电流流过负载，经过某一时问toff，变压器能量释放完毕，但是，NS绕组中还有极少量的残留能量，这部分能量再一次返回，使基极绕组NB产生电压，Q2再次0N，晶体管继续重复前面的开关动作。
2.3 吸收箝位电路
吸收箝位电路由C2、R4和D6组成，Q2截止后，由于变压器存在漏感，而漏感能量不能通过变压器耦合到N 绕组释放，如果没有RCD箝位电路，漏感中的能量将会在Q2关断瞬间转移fIjQ2极间电容和电路中的其它杂散电容中，此时Q2集电极将会承受较高的开关应力，若加上RCD箝位电路，漏感中的大部分能量将在Q2关断瞬间转移到箝位电路的箝位电容C2上，然后这部分能量被箝位电阻R4消耗，这样就大大咸少了开关管的电压应力。
2.4 输出稳压控制电路
当负载变化或其它因素引起输出电压VO变高，通过R6和R13、VR1组成的电压取样电路和C9加速电容，TL431控制端1电压会高于它基准电压2.5V，这时通过TL431的电流增加，加在光耦发关二极管的电压也增大，光耦发光增强，这样通过光耦的C—E极的电流也增大，C-E极电流可以基本上等同于Q1的基极电流，Q1基极电流增大，Q1集电极电流必然增大，这导致Q2基极电流I 减少，Q2导通时间减少，Q2集电极电流I 变小，变压器储能减少，输出电压降低。反之，VO变低，通过R6和R13、VR1组成的电压取样电路和C9~J／1速电容，TL431控制端1电压会低于它基准电压2.5V，通过TL431的电流减小，加在光耦发关二极管的电压也降低，光耦发光变弱，这样通过光耦的C—E极的电流也减少，C-E极电流可以基本上等同于Q1的基极电流，Q1基极电流减小，Q1集电极电流必然减小或Q1截止不导通，这导致Q2基极电流IB增大，Q2集电极电流IC变大，Q2导通时间增大，变压器储能增多，输出电压升高。
R11并联在PC817发光二极管两端，是为了当PC817关断时，输出电压能通过R10、R11为TL431提供稳定的工作电流，避免PC817工作在临界状态。
2.5 输出部分
当Q2关断时，初级绕组NP变成下正上负，NS上正下负。D7导通，存储在变压器中的能量通过D7供应给负载同时给电容C7充电。LED1和R14是有电压输出指示电路，LED1亮表示有电压输出，R14是限制流过LED电流大小。
C6和C7是滤波电容，使输出直流电纹波比较小。C6和C7大小不同并联，是因为大电容和小电容对不同频率的纹波滤波效果不同，理论上大电容对高频滤波效果较好，但实际上由于大电容具有电感效应而对高频有较大的阻抗，低容量的电容对高频的滤波效果比大电容好。由于RCC电路在开关管Q2导通时，变压器是不给负载供电的，这时只能靠电容给负载供电，C7越大，储存的能量就越多，供应同样的负载，电压下降就越少，换言之，输出电压就越稳定。所以C7越大越好。在选取滤波电容时，还要考虑它的耐压，耐压一定要比输出电压高，最好是留有一定的耐压余地。
R7是假负载，释放掉滤波电容C7的部分能量，起到改善电路问歇振荡的效果。此处出现间歇振荡的原因是负载太小，负载耗能很小，电路占空比也很小；当Q2导通时间小到一定程度时，由于开关管的电荷存储效应，开关管本身从导通到完全关断所用的时间就大于调整电路需要的导通时间，这样几个周期的振荡给输出端提供的能量较多，大于负载所消耗的能量，输出电压升高，调整电路便关掉振荡；当负载能量消耗到一定程度时，电容的电压降低，而控制电路又让开关管振荡起来，如此重复，而出现间歇振荡。所以R7的阻值小，对改善电路间歇振荡效果比较好，但太小会增加无用的功耗，降低电路效率，它的阻值大小一般根据经验或电路调试确定。
由于开关电源的工作频率都比较高，所以D7采用响应速度比较快的肖特基整流二极管，在选原件时除了要考虑响应速度外，还要考虑它的额定工作电流，一般要比额定电流大3倍以上，除此还要考虑它的耐压，因为开关管Q2导通时，初级绕组NP上的电压(上正下负)基本上是输入电压，NB也感应了对应的比例电压(下正上负)，再加上滤波电容C7的电压，所以整流肖特基二极管的耐压必须大于两者的和，并留有一定的余量
3 保护电路
当输出过载或短路时，Q2 E极电流IB将增大，R3上的压降也将增大，R3两端电压通过R8和C4加到Q1的基集上，Q1导通，分流了Q2的基极电流．IB减小，Q2向着OFF方向，很快关断Q2，起到保护电路作用。
4 结语
本文主要介绍TRCC开关电源的工作原理及其保护电路，再在此基础上制作出评估板共初学者学习。本电路具有简单、实用、安全和易入门等特点，希望能为爱好开关电源的初学者提供良好的参考。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳