开关电源制作实践

文章摘要： 市售便携式CD/VCD机的交流适配器电路如附图所示。该适配器标称输出为5V、500mA，体积为7×4×1.8cm，重量约180g，其功率体积比明显优于普通工频变压器适配器。在市电220v输入时测试其输出电压在空载和VCD机正常播放时约为5.2V，无明显变动。该适配器随机售出无图纸，印刷板无元器件编号，图中元器件数值为笔者实测，电路系根据实物绘出。虽然电源的Q16、Q17标识已被砂纸打去，但根据电路结构和管子体积形状可以推断Q16为MJE13003、Q17为8050。 该适配器不同于一般脉宽调制开关电源。Q16为开关管，R84为起动电阻，R83、C15为正

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    市售便携式CD/VCD机的交流适配器电路如附图所示。该适配器标称输出为5V、500mA，体积为7×4×1.8cm，重量约180g，其功率体积比明显优于普通工频变压器适配器。在市电220v输入时测试其输出电压在空载和VCD机正常播放时约为5.2V，无明显变动。该适配器随机售出无图纸，印刷板无元器件编号，图中元器件数值为笔者实测，电路系根据实物绘出。虽然电源的Q16、Q17标识已被砂纸打去，但根据电路结构和管子体积形状可以推断Q16为MJE13003、Q17为8050。
    该适配器不同于一般脉宽调制开关电源。Q16为开关管，R84为起动电阻，R83、C15为正反馈RC元件。D5为C15的放电通路。Q17为脉冲控制管，其基极R82的电压降组成开关管Q16的过流保护电路，R81、C12作为隔离电路.以防止输入Q17的稳压控制信号被R82所短路。光耦器IC1和Q17又构成振荡抑制型(又称RCC型)稳压控制电路.RCC的特殊之处是通过抑制自激振荡的过程改变开关管导通/截止的占空比稳定输出电压，而不是控制每个振荡周期正程的脉宽。
    当接通市电Q16启动以后，Q16的导通电流在脉冲变压器中存储磁能，随正反馈过程C15充电电流逐渐减小开关管进入截止区，T释放磁能，L4产生感应电压经D7向C30充电，经过几个振荡周期后，C30充电电压升高到5V以上，该输出电压经R17，光耦器发光二极管使稳压管D8击穿，光耦器初次级同时导通，使T的L2由D6整流的输出电压加到Q17的基极，Q17饱和导通，开关管Q16停振。此时C30向负载电路放电，当C30放电电压低于5V时稳压管D8截止，Q17随即截止，开关管Q16又开始振荡重复上述过程。其结果通过振荡一抑制过程保持输出电压的稳定。
    此稳压过程不同于脉宽调制之处是，Q17并非对Q16的每个振荡周期导通时间进行控制，只要C30的充电电压未达到D8设定值Q17并不动作，因此称RCC方式为非周期性开关电源。此种稳压方式除Q16的振荡形成输出纹波以外，还有Q16振荡被抑制产生的频率较低的纹波，所以在输出端需接入L10(82 uH)C32组成的滤波电路。RCC的电路简单，还具有负载电流自动调控功能，属50W以下小型开关电路的优选电路。作为便携电器交流适配器的最方便之处是万一空载也不损坏电源，空载时C30放电过程延长只通过R4有50mA的放电电流，Q16处于占空比极小的振荡状态功耗也极小。
 
    制作RCC型电源关键是脉冲变压器T的绕制。无论何种开关电源脉冲变压器的计算是极繁琐又极不准确的，对业余制作者来说通过估算，实验调整来确定比较实际。即使是估算也涉及磁芯材料，结构的影响，限于目前市场产品参数的离散性，业余者也难以确定，此处只列出部分计算结果供参考。小功率开关电源脉冲变压器制作参数(绕组功能参考附图)如附表所示。

输出功率	磁芯截面	初级匝数/线径	次级5v匝数/线径	12v匝数/线径	初级电感量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(气隙0.2)
5～10W	圆柱芯Φ6mm	280匝/0.18mm	9匝/0.31 mm	22/0.25mm	8.6(气隙0.2)
20w	圆柱芯Φ8mm	280匝/0.18mm	9匝/0.31 mm	22匝/0.25mm	8(气隙0.3)
40W以下	圆柱芯Φ10mm	240匝/0.25mm	8匝/0.41mm	18匝/0.35mm	7(气隙0.4)

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