2.5W小功率RCC開(kāi)關(guān)電源制作

市售便攜式CD/VCD機的交流適配器電路如附圖。該適配器標稱(chēng)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)測試其輸出電壓在空載和VCD機正常播放時(shí)約為5.2V，無(wú)明顯變動(dòng)。該適配器隨機售出無(wú)圖紙，印刷板無(wú)元器件編號，圖中元器件數值為筆者實(shí)測，電路系根據實(shí)物繪出。雖然電源的Q16、Q17標識已被砂紙打去，但根據電路結構和管子體積形狀可以推斷Q16為MJE13003、Q17為8050。

　　該適配器不同于脈寬調制開(kāi)關(guān)電源。Q16為開(kāi)關(guān)管，R84為起動(dòng)電阻，R83、C15為正反饋RC元件。D5為C15的放電通路。Q17為脈沖控制管，其基極R82的電壓降組成開(kāi)關(guān)管Q16的過(guò)流保護電路，R81、C12隔離電路.以防止輸入Q17的穩壓控制信號被R82所短路。光耦器IC1和Q17又構成振蕩抑制型(又稱(chēng)RCC型)穩壓控制電路.RCC的特殊之處是通過(guò)抑制自激振蕩的過(guò)程改變開(kāi)關(guān)管導通/截止的占空比穩定輸出電壓，而不是控制每個(gè)振蕩周期正程的脈寬。

　　當接通市電Q16啟動(dòng)以后，Q16的導通電流在脈沖變壓器中存儲磁能，隨正反饋過(guò)程C15充電電流減小開(kāi)關(guān)管進(jìn)入截止區，T釋放磁能，L4產(chǎn)生感應電壓經(jīng)D7向C30充電，幾個(gè)振蕩周期后，C30充電電壓升高到5V，該輸出電壓經(jīng)R17，光耦器發(fā)光二極管使穩壓管D8擊穿，光耦器初次級導通，使T的L2由D6整流的輸出電壓加到Q17的基極，Q17飽和導通，開(kāi)關(guān)管Q16停振。C30向負載電路放電，當C30放電電壓低于5V時(shí)穩壓管D8截止，Q17隨即截止，開(kāi)關(guān)管Q16又開(kāi)始振蕩重復上述過(guò)程。其結果通過(guò)振蕩一抑制過(guò)程保持輸出電壓的穩定。

　　此穩壓過(guò)程不同于脈寬調制之處是，Q17并非對Q16的每個(gè)振蕩周期導通時(shí)間進(jìn)行控制，只要C30的充電電壓未達到D8設定值Q17并不動(dòng)作，稱(chēng)RCC方式為非周期性開(kāi)關(guān)電源。此種穩壓方式除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，在輸出端需接入L10(82 uH)C32組成的濾波電路。RCC的電路簡(jiǎn)單，還具有負載電流自動(dòng)調控功能，屬50W以下小型開(kāi)關(guān)電路的優(yōu)選電路。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(cháng)只通過(guò)R4有50mA的放電電流，Q16處于占空比極小的振蕩功耗也極小。

 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(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器的計算是極繁瑣又極不準確的，對業(yè)余制作者通過(guò)估算，實(shí)驗來(lái)確定比較。即使是估算也涉及磁芯材料，結構的影響，限于目前市場(chǎng)產(chǎn)品參數的離散性，業(yè)余者也難以確定，此處只列出部分計算結果供參考。小功率開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器制作參數(繞組功能參考附圖)如附表。

輸出功率 磁芯截面 初級匝數/線(xiàn)徑 次級5v匝數/線(xiàn)徑 12v匝數/線(xiàn)徑 初級電感量mH 2～5W 5×5—7×7mm 330匝/0.14mm 14匝/0.21～0.31mm  32匝/0.16～0.21mm 9.5(氣隙0.2) 5～10W  圓柱芯Φ6mm 280匝/0.18mm 9匝/0.31 mm 22/0.25mm 8.6(氣隙0.2) 20w  圓柱芯Φ8mm 280匝/0.18mm 9匝/0.31 mm 22匝/0.25mm 8(氣隙0.3) 40W以下  圓柱芯Φ10mm  240匝/0.25mm 8匝/0.41mm   18匝/0.35mm 7(氣隙0.4)

　　注：用于220V市電輸入整流濾波供電。自激振蕩頻率約為22～24kHz。初級電感量可氣隙達到上述值。

　　元件數據的合理可以彌補脈沖變壓器參數的誤差，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(kāi)路，短路等)造成無(wú)輸出的故障檢查省略，談元件的選配調試。裝配無(wú)誤將電源經(jīng)25W燈泡接入市電，在輸出端接入25Ω、2W的假負載電阻，輸出端應有電壓，隨即在3.3～4.5V更換D8，可使輸出電壓為5V±0.2V。中出現故障和元件數值的關(guān)系如下。

　　無(wú)輸出電壓，說(shuō)明電源未起振，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(kāi)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假負載電壓升高可證明。原因是T的L2匝數偏少，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，適當匝數。R83減小限度以電壓開(kāi)始升高為限，若阻值過(guò)小將增大開(kāi)關(guān)管損耗。

　　輸出電壓偏高，若D8改用3.1V仍輸出5.5v電壓，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，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0.47 uF無(wú)極性電容，如仍有叫聲為T(mén)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直徑的漆包線(xiàn)壓緊、粘牢。

　　開(kāi)關(guān)電源脈沖變壓器當用于單端電路時(shí)，留有氣隙，對新型圓柱形芯柱的磁芯，制作中已予留1mm左右氣隙。E1型磁芯可在兩側旁柱端面用0.6mm漆包線(xiàn)隔開(kāi)。氣隙可微調初級電感，無(wú)論功率大小單端開(kāi)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，損壞開(kāi)關(guān)管。

　　附圖電路最大輸出功率為20W，按附表數據繞制脈沖變壓器。將原圖Q16改用BUT11A，R82改為0.5Ω電阻，C11改用68～100 uF/400V電解電容。