- 討論2.5W小功率RCC開關(guān)電源制作
- 采用脈沖變壓器T的繞制
- 對(duì)元件數(shù)據(jù)進(jìn)行合理調(diào)整
市售便攜式CD/VCD機(jī)的交流適配器電路如附圖所示。該適配器標(biāo)稱輸出為5V、500mA，體積為7×4×1.8cm，重量約180g，其功率體積比明顯優(yōu)于普通工頻變壓器適配器。在市電220v輸入時(shí)測(cè)試其輸出電壓在空載和VCD機(jī)正常播放時(shí)約為5.2V，無(wú)明顯變動(dòng)。該適配器隨機(jī)售出無(wú)圖紙，印刷板無(wú)元器件編號(hào)，圖中元器件數(shù)值為筆者實(shí)測(cè)，電路系根據(jù)實(shí)物繪出。雖然電源的Q16、Q17標(biāo)識(shí)已被砂紙打去，但根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和管子體積形狀可以推斷Q16為MJE13003、Q17為8050。
當(dāng)接通市電Q16啟動(dòng)以后，Q16的導(dǎo)通電流在脈沖變壓器中存儲(chǔ)磁能，隨正反饋過(guò)程C15充電電流逐漸減小開關(guān)管進(jìn)入截止區(qū)，T釋放磁能，L4產(chǎn)生感應(yīng)電壓經(jīng)D7向C30充電，經(jīng)過(guò)幾個(gè)振蕩周期后，C30充電電壓升高到5V以上，該輸出電壓經(jīng)R17，光耦器發(fā)光二極管使穩(wěn)壓管D8擊穿，光耦器初次級(jí)同時(shí)導(dǎo)通，使T的L2由D6整流的輸出電壓加到Q17的基極，Q17飽和導(dǎo)通，開關(guān)管Q16停振。此時(shí)C30向負(fù)載電路放電，當(dāng)C30放電電壓低于5V時(shí)穩(wěn)壓管D8截止，Q17隨即截止，開關(guān)管Q16又開始振蕩重復(fù)上述過(guò)程。其結(jié)果通過(guò)振蕩一抑制過(guò)程保持輸出電壓的穩(wěn)定。
此穩(wěn)壓過(guò)程不同于脈寬調(diào)制之處是，Q17并非對(duì)Q16的每個(gè)振蕩周期導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行控制，只要C30的充電電壓未達(dá)到D8設(shè)定值Q17并不動(dòng)作，因此稱RCC方式為非周期性開關(guān)電源。此種穩(wěn)壓方式除Q16的振蕩形成輸出紋波以外，還有Q16振蕩被抑制產(chǎn)生的頻率較低的紋波，所以在輸出端需接入L10(82uH)C32組成的濾波電路。RCC的電路簡(jiǎn)單，還具有負(fù)載電流自動(dòng)調(diào)控功能，屬50W以下小型開關(guān)電路的優(yōu)選電路。作為便攜電器交流適配器的最方便之處是萬(wàn)一空載也不損壞電源，空載時(shí)C30放電過(guò)程延長(zhǎng)只通過(guò)R4有50mA的放電電流，Q16處于占空比極小的振蕩狀態(tài)功耗也極小。
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制作RCC型電源關(guān)鍵是脈沖變壓器T的繞制。無(wú)論何種開關(guān)電源脈沖變壓器的計(jì)算是極繁瑣又極不準(zhǔn)確的，對(duì)業(yè)余制作者來(lái)說(shuō)通過(guò)估算，實(shí)驗(yàn)調(diào)整來(lái)確定比較實(shí)際。即使是估算也涉及磁芯材料，結(jié)構(gòu)的影響，限于目前市場(chǎng)產(chǎn)品參數(shù)的離散性，業(yè)余者也難以確定，此處只列出部分計(jì)算結(jié)果供參考。小功率開關(guān)電源脈沖變壓器制作參數(shù)(繞組功能參考附圖)如附表所示。
注：用于220V市電輸入整流濾波供電。自激振蕩頻率約為22～24kHz。初級(jí)電感量可調(diào)整氣隙達(dá)到上述值。
元件數(shù)據(jù)的調(diào)整合理可以彌補(bǔ)脈沖變壓器參數(shù)的誤差，本文將裝配過(guò)程中失誤(T相位接反，元件不合格，裝配中開路，短路等)造成無(wú)輸出的故障檢查省略，談元件的選配調(diào)試。裝配無(wú)誤將電源經(jīng)25W燈泡接入市電，同時(shí)在輸出端接入25Ω、2W的假負(fù)載電阻，輸出端應(yīng)有電壓，隨即在3.3～4.5V之間更換D8，可使輸出電壓為5V±0.2V。調(diào)整中出現(xiàn)故障和元件數(shù)值的關(guān)系如下。無(wú)輸出電壓，說(shuō)明電源未起振，如果脈沖變壓器相位無(wú)誤，試將R84換成270kΩ/0.5W的電阻，若仍無(wú)輸出，則Q16的β值過(guò)低，換成β大于40的開關(guān)管。
輸出電壓始終偏低，更換D8無(wú)效，為正反饋量過(guò)低。焊去外加25Ω假負(fù)載電壓升高可證明。原因是T的L2匝數(shù)偏少，漏感過(guò)大，可試將R83減小為160Ω、120Ω…68Ω、32Ω。如改進(jìn)不大，則重繞L2，適當(dāng)增加匝數(shù)。R83減小限度以電壓開始升高為限，若阻值過(guò)小將增大開關(guān)管損耗。
輸出電壓偏高，若D8改用3.1V仍輸出5.5v以上電壓，可能原因是Q17飽和壓降過(guò)大，要選擇飽和壓降小的8050。若光耦器發(fā)光管正向壓降超過(guò)2V，可用PLC817試之。
電源發(fā)出“吱”叫聲，首先將C15改用4700pF、6800pF滌綸電容，C12改用0.47uF無(wú)極性電容，如仍有叫聲為T的L1電感量偏大，試將磁芯空氣隙增大為0.2～0.3mm，方法是在芯柱接口墊入相同直徑的漆包線壓緊、粘牢。
開關(guān)電源脈沖變壓器當(dāng)用于單端電路時(shí)，必須留有氣隙，對(duì)新型圓柱形芯柱的磁芯，制作中已予留1mm左右氣隙。E1型磁芯可在兩側(cè)旁柱端面用0.6mm漆包線隔開。調(diào)整氣隙可微調(diào)初級(jí)電感，無(wú)論功率大小單端開關(guān)電源不能不留氣隙通電，
一旦磁芯吸牢形成磁通飽和就會(huì)產(chǎn)生極大噪聲，同時(shí)損壞開關(guān)管。
附圖電路最大輸出功率為20W，按附表數(shù)據(jù)繞制脈沖變壓器。將原圖Q16改用BUT11A，R82改為0.5Ω電阻，C11改用68～100uF/400V電解電容。
