RCC电路分析

rcc电路分析课件 仅供参考

RCC線路工作原理主講:周林祥

Oct.22,2003

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RCC線路工作原理N1 N2

Ic N3

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當Vin輸入電壓提供至RCC電路時,在電阻(R1A+R1B)上就會 有電流產生,並流經Q1之基極,使得Q1導通而成為飽和狀態.由於 Q1的導通,所以此時在初級側繞組N1上就會有電流流過,即: Vin-Vce Ip=Ic= DmaxTs = Vin-Vce *ton Lp Lp 其中:DmaxTs------電晶體之最大導通時間 Lp-------------變壓器N1繞組之電感值

(1-1)

與此同時,變壓器N3繞組上亦會有磁通建立,所以,N3繞組上 會有電壓Vb產生.如此使得(R5+R13)上電流產生,並流經Q1基極, 繼續使得Q1在導通狀態,此時基極電流為:Ib= Vb-0.7 = N3 *Vin-Vce R5+R13 N1 R5+R13 (1-2)

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另外,在此時二次側繞組之電壓因對二極體CR51而言為逆向 壓,故N2繞組上不會有電流流過.因此,流過初級側N1繞組之電流

就成為變壓器T1之激磁電流,此時能量就會儲存在變壓器中.由(1-1)式可知,流經電晶體之電流Ic將隨時間成比例增大,可是當電 晶體之基極電流成為不能使電晶體達到飽和狀態時,也就是βIb <Ic之情況下,轉換電晶體就會脫離飽和狀態,此時電晶體之Vce電 壓就會增大,而流經N1繞組之電流就會下降,而在N3繞組之電壓亦

變成負值,如此Vce之電壓更趨增加,使得轉換電晶體更快速達到turn off之狀態.此時由與極性反轉,在N2繞組上之電壓會將CR51

二極體導通,因此,原來儲存在變壓器之能量就經由N2,CR51,C52傳遞至負載輸出端.

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此時,若輸出電壓為Vo,二極體CR51之順向 電壓降為Vf,則跨於N2繞組之電壓Vn2為:

Vn2=Vo+Vf若N2繞組之電感量為Ls,則流通此繞組為

Is= Vn2DmaxTs =(Vo+Vf) *ton Ls Lf

(1-3)

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或是 Is= N1 Ip N2(1-4)

由於變壓器會將所儲存之能量全部移至負 載,因此,流經二極體CR51之電流就會漸漸變成 零,如此使得二極體CR51變成在截止狀態.而此 時在各绕組上之電壓則為零,不過Q1則會因起動 電阻(R1A+R1B)之作用而開始導通,如此又再度 回到原來剛剛開始之狀態,而這些on/off之反復 動作,將使電路持續振蕩,達到free running之結果.

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此電路之振蕩頻率fs將會隨著輸入電壓以及 負載之大小而改變,其關系式推導如下:

(1-5)

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此時若輸出電壓為Vo,輸出電流為Io,則輸出功率可以表示為:Po=(Vo+Vf)Io 假設,輸入功率Pin=Po,則f (1-6)

所以,由上式可以得到

f

(1-7)

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由上式可知,當輸入電壓與輸出電壓一定時,振蕩頻率fs與負載電流Iout成反比,也就是當

輸出電流愈大時,振蕩頻率fs愈低;反之,則愈高.由於RCC電路頻率fs會改變,因此,在電路

設計時則要特別留心,最好振蕩頻率不要低於20kHz.由(1-7)式亦可得出初極側繞組之電感量 Lp為(1-8)

f

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