手机充电器拆解及RCC电路简要分析&…

手机充电器拆解及RCC电路简要分析

  (2012-09-27 16:58:48)

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标签：  杂谈

分类： 电子工程

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by Jerry, 2012.9.27
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拆了两个充电头（著名品牌手机的，但感觉这两个充电器很山寨），画出电路图如下，经查得知为经典RCC电路 - 自振式反激变换器（Ringing Chock Converter）。RCC 电路的优点是原理不复杂，元件少，稳定；缺点是效率不高，只用于100W以下电源。开关管MJE13001和变压器是电路的主器件，其中13001是高压管。





下面就第一个电路简要总结RCC电路的工作原理：

1. 整体分析
* RCC为自激振荡方式，不需外部振荡源。
* 电路工作于反激模式。
* D1、C2对市电整流滤波，R1为保护电阻。
* R2是启动电阻，为主管提供基极启动电流。
* R4为反馈电阻。
* C1、ZD、D2构成稳压控制电路。
* D4、C4为输出整流滤波。
* C3、R3分别组成滤波和漏感电压抑制回路。
* R5设置最小负载，消除空载带来的一些问题。

2. 主管导通过程
启动电流通过R2使主管开启，集电极电流逐渐增大，n2绕组通过R4加正反馈于主管基极，使主管深入导通至饱和，此时因电感（变压器初级）作用集电极电流线性增大，反馈电压恒定，基极电流Ib也恒定；主管导通时二次侧D4反偏截止，变压器储能且无输出。

3. 主管截止过程
主管导通时集电极电流线性增长，当Ic > Ib * Hfe 时，主管不再饱和，Vce增加，初级电压降低，反馈绕组电压降低，Ib降低，如此循环，主管迅速变为截至状态；截止时由于变压器需要保持安匝平衡，二次侧D4正偏导通，能量输出。变压器复位后电路再次进入导通过程。

4. 稳压控制原理
（1）主管截止时，反馈绕组电压极性反相，大小由次级电压及反馈绕组和次级绕组匝比决定，反馈绕组通过D2对C1充电，使ZD反偏电压增加。
（2）ZD反偏电压使其导通时，主管基极电流被ZD分流，从而使主管进入截止状态，达到控制目的。
（3）稳态下，Vzd与输出电压Vo成正比（忽略二极管压降，Vzd = (nb/ns)*Vo），因此ZD的稳压值决定了输出电压的大小。

另外，对RCC电路的深入分析（占空比、频率）可以得到下面结论（自己没时间仔细研究，直接拷贝留作参考吧）：
（1）占空比 D 与输入电压成反比,即随输入电压的增加, ton 缩短,而toff不变；
（2）负载电流对占空比没有影响；
（3）占空比 D 随变压器初级线圈电感 LP 的增加而增加，而随次级电感 LS 的增加而减小；
（4）振荡频率 f 随输入电压的升高而上升，与负载电流 I o 成反比；
（5）振荡频率 f 随 LP 、 LS 的增加而降低。

RCC出现在现代电源芯片之前，因其结构简单，在效率要求不高和输出不大的情况下应用还是十分广泛的（13001等高压三极管同样功不可没），所以很大部分的手机充电器（充电头）都是基于这种电路，从第二个电路图可以看到更加精简的应用 -- 连输入的滤波电容都省了！