前段时间受了一点刺激,一直做正激式电源,突然上次有人出面试题考我反激式电源,自己没有怎么深入的研究过,打击不小。这几天出差回来,正好放假,准备玩玩反激式电源里面最古老的RCC电源。
前段时间受了一点刺激,一直做正激式电源,突然上次有人出面试题考我反激式电源,自己没有怎么深入的研究过,打击不小。这几天出差回来,正好放假,准备玩玩反激式电源里面最古老的RCC电源。
原理部分,我自己分析了一点,有一些不明白的地方,我又向李工请教。关于该RCC电源各元器件的作用,在图上都已经详细的标注了。
下面我们讲一讲RCC电源的特点。
首先RCC电源属于自激式开关电源,它的拓扑结构本质上属于反激式拓扑。
但是它区别于常见的使用电源管理芯片设计的反激式电源,主要原因1,RCC电源的频率并不固定,会受输入电压和输出电流的影响。当输入电压最低,同时负载电流最大时,此时工作频率最低。
2,RCC电源工作与CRM模式,也就是临界模式。
3,从环路控制的角度来看,它为单极点电源,反馈响应速度很快。但由于它本身的特性,电源的仿真建模很困难,想通过数学模型将RCC电源分析透彻需要很强的功力,本人不具备。
4,RCC电源电路结构简单,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。
5,由于其工作于CRM模式,属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。
6,原边主功率管开通始终是零电流,因此损耗较小,效率较高,一般的效率为70%,当然这里的效率相对还是可以继续提升的。
上述是我个人对于RCC电源的一些理解,有不足或错误的地方望大家及时指出来。
上述波形均为在AC输入78.9V的电压条件下测试得到的,此时输出的电压为12.3V。
该电源有一个很有意思的地方。测试输出电压时,我不断将输入电压调低,当输入电压为21.3V时,此时输出电压有所跌落,为12.3V。
当输入电压调节至38.2V时,此时变压器开始产生交流声。
个人的理解是,当输入电压不断降低,此时RCC电源的工作频率也在不断的降低,当达到38.2V时,此时的频率已经降低至25KHz一下,此时人耳能听见。
今天闲来无事,准备多写一点。
接下来,我又将输入电压提高,由110V提高到最大265V,该电源均能正常工作输出,同时我也测试了一下漏极对地的电压。由于MOS使用的为5N60,漏极对地耐压为600V,当输入电压最大为265V时,该电源漏极对地的尖峰520V,依旧余量很大。很不错的设计,牛。
接下来,验证的是RCD钳位电路加上去之后,看漏极对地波形,该处二极管采用的是1N4008,也就是常规的慢速二极管,波形如下:
此时的漏极对地电压Vmax为280V,比初始没有加RCD钳位的电路,确实把尖峰吸收掉了,而且足足降低了差不多40V左右,看来RCD吸收还是有作用的。
接下来,验证的是RCD钳位吸收电路中,不同的二极管对漏极尖峰的吸收作用。我采用常见的三种二极管,分为是1N4007,FR107,1N4148.
在上图中我采用的是1N4007,接下来采用FR107,漏极对地电路波形如下:
同等输入电压以及负载条件下,此时漏极对地尖峰为292V,相对于1N4007高了12V左右,看来1N4007的尖峰吸收效果确实比FR107的尖峰吸收效果好。
接下来将二极管换成1N4148,此时电源不能正常的工作,个人理解为肖特基二极管的耐压一般为200V,此时漏极尖峰远大于200V,1N4148被击穿,导致电源不能正常工作。
由上图可以看出,1N4007的尖峰吸收效果比FR107好一点。但是手边没有功率仪,不能测试一下采用不同的二极管,对于电源的效率影响到底有多大。如果有功率仪的朋友可以实际测量一下。