RCC开关电源工作原理详解

RCC（自激式反激转换器）是一种结构简单、成本低廉的开关电源电路类型，广泛应用于市场上的小型电源供应器设计中。本文将详细解析RCC开关电源的工作原理，帮助您更好地理解其基本功能和应用场景。

什么是RCC？

RCC是“自激式反激转换器”（Resonant Converter Circuit）的缩写，其名称直接反映了其基本动作原理。RCC电路无需外部时钟控制，仅通过开关变压器和开关管即可实现振荡。这种设计使得电路结构极其简单，从而显著降低了成本。

RCC开关电源的工作原理

1. 基本组成

RCC电路主要由一个开关管和一个变压器组成。当开关管导通时，变压器储存能量；而在直流输出端，此时没有功率输出。

2. 工作过程

• 开关管导通阶段：

  在此阶段，变压器的一次侧线圈（用Lp表示）通过开关管（Tr1）流过集电极电流（Ic1）。变压器储存的能量计算公式为：

  P = 1/2 × Lp × (Ic1)²

• 开关管截止阶段：

  当Tr1截止时，变压器的各线圈产生逆向电压，输出侧整流二极管导通，变压器储存的能量被转移到输出侧。换句话说，变压器在导通期间存储能量，在截止期间释放能量。

3. 能量转换公式

根据变压器的能量守恒原理，一次侧输入的能量等于二次侧输出的能量。公式如下：

1/2 × Lp × Ic1² × f = Vo × Io

其中：

• f：工作频率
• Vo：输出直流电压
• Io：输出电流

RCC电路中的电压和电流关系

当Tr1进入导通状态时，变压器一次侧绕组（P1）加上输入电压Vin，二次侧绕组（P2）按照绕组匝数比（Nb/Np）产生电压Eb：

Eb = (Nb/Np) × Vin

此电压在Tr1导通时与其极性相同，导致基极电流（Ib）继续流动：

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

同时，集电极电流（Ic）随时间线性增加，公式为：

Ic = Vin × T / Lp

在导通时间（Ton）内，Tr1处于饱和状态，直流电流放大率（hfe = Ic/Ib）保持稳定。

RCC电路的优缺点

应用场景

由于其低成本和简单的设计，RCC电路常用于以下场景：

• 小型家用电器电源
• 便携式电子设备充电器
• 低功率LED驱动电源

总结

RCC开关电源以其简单的设计和低廉的成本，在小型电源供应器中占据重要地位。尽管存在一些不足，但在特定应用场景中仍具有不可替代的优势。

参考文献

• Electronics Tutorials
• All About Circuits