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RCC 设计若干问题

RCC-ring choke converter
RCC电路在开关电源里有悠久的历史, 甚至今天在很多地方还能找到它的踪迹. 它结构简单, 但原理复杂, 每颗元件都兼具多重功能.我们很多工程师对此都不能说自己完全掌握其设计要领, 故望各位网友讨论.
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slunar
LV.4
2
2005-07-14 11:21
RCC设计的关键是PF值, 就是功率频率乘积. RCC工作在TM模式(临界电流状态), 经过计算推论, PF为.

PF=N*(Vo+Vd)*(Vo+Vd)/[2Lp*(1+N(Vo+Vd)/Vp)*(1+N(Vo+Vd)/Vp)]

其中, N为初次圈数比, Vo为输出电压, Vd为输出整流二极管正向压降, Lp为初级电感量.

所以, 当电路参数确定完之后, 在输入电压一定时, PF是定值,所以, 轻载频率高, 重载频率低. 举例说, 输入220Vrms, 输出+5V, 3Amax. N=20, 则PF=140,000, 如果Po=5W, when Io=1A, 则f=140KHz.
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slunar
LV.4
3
2005-07-14 11:35
@slunar
RCC设计的关键是PF值,就是功率频率乘积.RCC工作在TM模式(临界电流状态),经过计算推论,PF为.PF=N*(Vo+Vd)*(Vo+Vd)/[2Lp*(1+N(Vo+Vd)/Vp)*(1+N(Vo+Vd)/Vp)]其中,N为初次圈数比,Vo为输出电压,Vd为输出整流二极管正向压降,Lp为初级电感量.所以,当电路参数确定完之后,在输入电压一定时,PF是定值,所以,轻载频率高,重载频率低.举例说,输入220Vrms,输出+5V,3Amax.N=20,则PF=140,000,如果Po=5W,whenIo=1A,则f=140KHz.
RCC示范电路
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1121329526.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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2005-07-14 13:13
@slunar
RCC示范电路[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1121329526.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
请问图中的C10,R14是什么作用,怎么工作的?
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slunar
LV.4
5
2005-07-14 13:48
@从心开始
请问图中的C10,R14是什么作用,怎么工作的?
输出整流常用肖特基,Vrrm比较低, 所以R14 C1O在线路中可部分限制次级线圈的尖峰电压, 它是双向的RC吸收回路, 时间常数很小, 对次级电压的上下沿起作用.同时, 此回路的使用, 可使初级开关管漏极电压少许回落, 提高MOSFET工作可靠性.
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2005-07-14 15:09
@slunar
输出整流常用肖特基,Vrrm比较低,所以R14C1O在线路中可部分限制次级线圈的尖峰电压,它是双向的RC吸收回路,时间常数很小,对次级电压的上下沿起作用.同时,此回路的使用,可使初级开关管漏极电压少许回落,提高MOSFET工作可靠性.
谢谢你的回答,我想再请问此RC网络怎么设计?
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LV.1
7
2005-07-14 16:14
@slunar
RCC示范电路[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1121329526.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
正激导通期间电解电容C9两端为反向电压,对此电解电容有什么要求呢?
去掉R12如何?
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slunar
LV.4
8
2005-07-14 16:21
@从心开始
谢谢你的回答,我想再请问此RC网络怎么设计?
理论上次级电压(距形波)上下沿都很工整, 但实际变压器初对次, 次对初, 都有漏感存在, 导致上下沿有尖峰振铃, RC的功效就是尽量减少以致完全消除.

RC选择是, R应刚好等于次级LC回路的特性阻抗, C的选择大致等于次级LC回路电容值10倍以上, 但太大会影响整机效率. 通常RC选择先理论确定大致参数, 再实际调整, 要看次级波形进行.

另外, 有些人会看到大部分电路把RC接在整流二极管PN两断, 其实和本图接法大同小异, 只是RCC电路整流二极管反向恢复电量的负作用不是很明显, 所以我个人倾向于这种接法.
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slunar
LV.4
9
2005-07-14 16:32
@
正激导通期间电解电容C9两端为反向电压,对此电解电容有什么要求呢?去掉R12如何?
1. 正激期间C9两端还是正电压! 你可用SCOPE抓波形看看. 你所谓的反电压是在N2线圈两断, 此电压和C9上电压刚好叠加一起, 通过ZCD回路正激MOSFET.

2. 关于C9的容量大小, 根据RCC的工作原理, 它应该至少小与主输出回路的总电容(C11+C5)的1/10, 也就是说, C9两端电压应保持少许变动, 而主输出电压是恒定不变的.

3. R12是ZCD回路(R4&C8)的放电回路, 它能使RCC工作更稳定, 最好保留.但如果C9还给另外第三者电路供电, 这个电阻就可放心去掉.
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hulx
LV.5
10
2005-07-14 17:49
在修理电源时见过R1和R2的接法,可是为什么要分成两个电阻,我不懂其中的道理,能否讲一下?
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kenneth
LV.5
11
2005-07-14 18:06
@hulx
在修理电源时见过R1和R2的接法,可是为什么要分成两个电阻,我不懂其中的道理,能否讲一下?
其实电阻都有它的耐压值,用两个电阻也就是一个电阻耐压值或功率不够.
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hulx
LV.5
12
2005-07-14 18:18
@kenneth
其实电阻都有它的耐压值,用两个电阻也就是一个电阻耐压值或功率不够.
这个电阻值很大,如果说分开的电阻容易购置还说得过去.它的功率根本不用太大,至于电阻的耐压值还是头次听说.
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philips
LV.8
13
2005-07-15 19:47
@slunar
RCC设计的关键是PF值,就是功率频率乘积.RCC工作在TM模式(临界电流状态),经过计算推论,PF为.PF=N*(Vo+Vd)*(Vo+Vd)/[2Lp*(1+N(Vo+Vd)/Vp)*(1+N(Vo+Vd)/Vp)]其中,N为初次圈数比,Vo为输出电压,Vd为输出整流二极管正向压降,Lp为初级电感量.所以,当电路参数确定完之后,在输入电压一定时,PF是定值,所以,轻载频率高,重载频率低.举例说,输入220Vrms,输出+5V,3Amax.N=20,则PF=140,000,如果Po=5W,whenIo=1A,则f=140KHz.
赶问这公式从哪
里来?
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wuyongzhong
LV.3
14
2005-07-15 20:19
@hulx
这个电阻值很大,如果说分开的电阻容易购置还说得过去.它的功率根本不用太大,至于电阻的耐压值还是头次听说.
1/4W电阻只可以耐压250V,故需2个
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hulx
LV.5
15
2005-07-15 23:04
@wuyongzhong
1/4W电阻只可以耐压250V,故需2个
大多数电路里面还是用一个,而且这个电阻不一定用到1/4W,在电脑电源里面用1/8W的电阻的电路还是见到很多.用两个电阻一定有道理的,个人觉得是比较讲究的设计才这样做.
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wuyongzhong
LV.3
16
2005-07-15 23:30
@hulx
大多数电路里面还是用一个,而且这个电阻不一定用到1/4W,在电脑电源里面用1/8W的电阻的电路还是见到很多.用两个电阻一定有道理的,个人觉得是比较讲究的设计才这样做.
可以这么说,用一个电阻也可以,但从可靠性及产品寿命来说略差,本人遇到此案例,用一个电阻客人使用半年后该电阻软烧坏,而表面并无烧焦痕迹
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hulx
LV.5
17
2005-07-15 23:34
@wuyongzhong
可以这么说,用一个电阻也可以,但从可靠性及产品寿命来说略差,本人遇到此案例,用一个电阻客人使用半年后该电阻软烧坏,而表面并无烧焦痕迹
开路还是短路?
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wuyongzhong
LV.3
18
2005-07-15 23:54
@hulx
开路还是短路?
开路,后改用2个电阻OK,请不吝赐教.
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wuyongzhong
LV.3
19
2005-07-15 23:57
@hulx
开路还是短路?
电阻的耐压值在生产商的规格里可以查到.
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hulx
LV.5
20
2005-07-16 01:09
@wuyongzhong
电阻的耐压值在生产商的规格里可以查到.
学到了!你不说的话我可能这辈子也不知道电阻还有耐压值,可能全中国搞电的只有我一个人不知道,惭愧!搜了一下,找到这个碳膜电阻参数,不敢独享,算是真诚地谢谢各位!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/31/1121449003.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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fujiang
LV.5
21
2005-07-16 09:04
讲讲R4,C8吧.
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slunar
LV.4
22
2005-07-16 09:34
@fujiang
讲讲R4,C8吧.
R4, C8是ZCD元件(zero current detect), 也就是检测变压器的能量何时刚好全部转移到负载上去, 也就是在刚转移完后, 马上是功率MOSFET进行一下周期的工作, 于是临界模式就这样确定了.

在电路的冷启动时, 需要启动电阻, 所以有上述讨论的两个串联电阻, 但在电路稳定工作后, 启动电阻的作用应被强行中止, 所以要是启动电阻和MOSFET的输入电容Ciss的时间常数远大于电路的最低工作周期, RstCiss远小于Tmin, 这样一来, 启动电阻在正常工作后就不起作用.

C8也是启动时的隔直电容, 一般, C8>10Ciss.

另外, 本人初入道时以为R4, C8为影响电路的工作频率, 但今天看来, 是完全错误的观点.
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slunar
LV.4
23
2005-07-16 09:37
@philips
赶问这公式从哪里来?
自己在纸上演算一下吧, 很简单的.
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红卫兵
LV.4
24
2005-07-16 11:25
@slunar
R4,C8是ZCD元件(zerocurrentdetect),也就是检测变压器的能量何时刚好全部转移到负载上去,也就是在刚转移完后,马上是功率MOSFET进行一下周期的工作,于是临界模式就这样确定了.在电路的冷启动时,需要启动电阻,所以有上述讨论的两个串联电阻,但在电路稳定工作后,启动电阻的作用应被强行中止,所以要是启动电阻和MOSFET的输入电容Ciss的时间常数远大于电路的最低工作周期,RstCiss远小于Tmin,这样一来,启动电阻在正常工作后就不起作用.C8也是启动时的隔直电容,一般,C8>10Ciss.另外,本人初入道时以为R4,C8为影响电路的工作频率,但今天看来,是完全错误的观点.
R4,C4在電源滿負載基本不會影響頻率,但是如果將R4改大,輕負載會頻率變低一些.
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红卫兵
LV.4
25
2005-07-16 11:26
@slunar
R4,C8是ZCD元件(zerocurrentdetect),也就是检测变压器的能量何时刚好全部转移到负载上去,也就是在刚转移完后,马上是功率MOSFET进行一下周期的工作,于是临界模式就这样确定了.在电路的冷启动时,需要启动电阻,所以有上述讨论的两个串联电阻,但在电路稳定工作后,启动电阻的作用应被强行中止,所以要是启动电阻和MOSFET的输入电容Ciss的时间常数远大于电路的最低工作周期,RstCiss远小于Tmin,这样一来,启动电阻在正常工作后就不起作用.C8也是启动时的隔直电容,一般,C8>10Ciss.另外,本人初入道时以为R4,C8为影响电路的工作频率,但今天看来,是完全错误的观点.
請問一下您用上面電路做多少W?
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slunar
LV.4
26
2005-07-16 11:37
@红卫兵
請問一下您用上面電路做多少W?
这种电路从高到低都行, 各位应知道在彩电的开关电源中也使用RCC电路, 能做到200W.
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kenneth
LV.5
27
2005-07-16 11:42
@红卫兵
R4,C4在電源滿負載基本不會影響頻率,但是如果將R4改大,輕負載會頻率變低一些.
请问R4和C4选择参数的方法,你常选用多大?因我是第一次看到这种用法,另接入R4,C4后轻载时频率会降低多少?
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hulx
LV.5
28
2005-07-16 16:42
@slunar
1.正激期间C9两端还是正电压!你可用SCOPE抓波形看看.你所谓的反电压是在N2线圈两断,此电压和C9上电压刚好叠加一起,通过ZCD回路正激MOSFET.2.关于C9的容量大小,根据RCC的工作原理,它应该至少小与主输出回路的总电容(C11+C5)的1/10,也就是说,C9两端电压应保持少许变动,而主输出电压是恒定不变的.3.R12是ZCD回路(R4&C8)的放电回路,它能使RCC工作更稳定,最好保留.但如果C9还给另外第三者电路供电,这个电阻就可放心去掉.
在电脑开关电源的辅助电源里面,这个C9电容故障率很高,通常是容量降低,一般会导致输出电压升高.但是输出电路中如果有OVP的话,由于OVP可控硅导通,故障现象就是输出电压降低,接近0V.
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红卫兵
LV.4
29
2005-07-16 17:13
@slunar
这种电路从高到低都行,各位应知道在彩电的开关电源中也使用RCC电路,能做到200W.
R5可以不要,R11可以短路.
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红卫兵
LV.4
30
2005-07-16 17:16
@红卫兵
R5可以不要,R11可以短路.
麻煩給出功率頻率乘積是一定值的推算依据.
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红卫兵
LV.4
31
2005-07-16 17:20
@slunar
R4,C8是ZCD元件(zerocurrentdetect),也就是检测变压器的能量何时刚好全部转移到负载上去,也就是在刚转移完后,马上是功率MOSFET进行一下周期的工作,于是临界模式就这样确定了.在电路的冷启动时,需要启动电阻,所以有上述讨论的两个串联电阻,但在电路稳定工作后,启动电阻的作用应被强行中止,所以要是启动电阻和MOSFET的输入电容Ciss的时间常数远大于电路的最低工作周期,RstCiss远小于Tmin,这样一来,启动电阻在正常工作后就不起作用.C8也是启动时的隔直电容,一般,C8>10Ciss.另外,本人初入道时以为R4,C8为影响电路的工作频率,但今天看来,是完全错误的观点.
還有您的第22帖里面的Rst指什么?
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