分享：从基本到完善的RCC电路原理介绍及问题探讨

开关管各脚的工作波形

假设Q1放大倍数为A，基极驱动电流为B，则L T2A(也就是Q1集电极)电流增长到A*B时，不再增长，L T2A磁通不再变化，L T2B感应电压减小，L T2B到Q1基极的正反馈电流减小，这样Q1基极电流开始减小，集电极电流也减小，L T2C电压反向。次极输出电压。RCC 变换器的工作频率是反馈(偏置绕组)端的R，C决定的吗?

很多人认为RCC的震荡频率和这个电容，电阻有关，用三级管构成的RCC变换器做说明，因为按照一般的电路的分析，加电后，开关管开始导通，反馈注入基极IC增加，VCE减小，一次线圈电压增加，反馈绕组电压增加，使注入基极的电流增加，该反馈是一个正反馈，很快开关管就饱和导通，一次电感中的电流线性增加，反馈的这个电容随着充电，上面建立的电压会使基极注入的电流减小，当减小到使开关管推出饱和进入放大区，VCE增加，则一次线圈的电压减小，反馈绕组电压也随之减小，于是注入基极的电流减小，很快，开关管就截止，然后能量通过二次侧传递给负载。于是会认为振荡频率和RC的值有关。但是按照能量守恒 Ef=VO*IO;1/2 *Li2=VO*IO/f;经过更加详细的计算会发现，里面根本没有R,C他们这两项，既然公式已经证明了，很明显没有关系，解释如下:在加电的第一个周期很显然，RCC的振荡频率完全是由这个RC值决定的，因为输出电容上还没有建立电压，控制电路不起作用，当输出电压建立起来后，控制电路会检测输出电压并且进行控制，一般是通过光耦然后去分掉一部分注入开关管的电流，所以注入开关管的电流应该是反馈支路和控制分掉的电流之和。电路达到稳态时，只要输入电压不变，负载电流不变化，则流过一次的峰值电流即(0.5L*i2)不变，电路必然只有一个稳定状态与之对应，否则，这样的拓扑不可靠。既然流过一次的峰值固定，(RCC工作在临界模式下)那么即使你把反馈的电容加大一点，控制电路必然会修正到对应该负载和该输入电压的对应的一次峰值电流，而Dt=L*di/vin;该时间(导通时间)是固定值，所以即使加大该电容，控制电路会使分掉的电流增加，依然保证注入基极的电流数值能满足导通时间不变，前面已经说过，只要负载电流不变，输入电压不变，开关管的导通时间必然是不变的;那么这个RC的值决定了什么呢?它们决定了开关管的最大导通时间，即控制电路不作用，不分掉注入开关管的基极电流，这个RC值决定了开关管的导通时间，这个状态振荡频率是由RC决定的，但是电源在正常工作时，必然使注入开关管的电流被分掉一部分，有一个正负范围的可调，所以是控制分掉的电流和反馈注入的电流共同决定了开关管的导通时间，但是这个导通时间又必须受负载电流和输入电压决定。电阻R决定了注入开关管基极的电流最大值，C不能太大或太小，我测试过，修改该电容，只要不是太大或者太小，电路依然稳定工作，因为控制电路依然有能力进行修正，即保证在控制电路的控制范围之内即可，当然需要设置合适的RC值保证驱动开关管的电流合适。如果过大或者过小电路就不稳定了。所以该电容和电阻不需要很精确。也不是很多分析说的什么定时电容，顾名思义，定时就是要精确，其实不然，所以RCC振荡频率和负载电流，输入电压有关，而不是反馈RC决定的，RCC推导的公式都首先说明了问题。

RCC电路的主要优缺点如下：

1、电路结构简单，价格成本低。

2、自激式振荡，不需要设计辅助电源。

3、随着输出电压或电流的变化，启动后，频率周期变化很大。

4、转换的效率不高，不能做成大功率电源。

5、噪声主要集中在低频段。

再谈RCC原理：

RCC的功率部分如同普通的反激变换器一样操作。信号和控制部分原理如下：

1.当加入输入电压Vin(电阻RG连接Tr1的基极)，电流Ib流过Rb，Tr1导通，此Ib为启动电流。Tr1的collector电流Ic波形如图，一般从0开始。

2.Tr1一旦进入ON状态，transformer的P1线圈已加入输入电压Vin，因此P2线圈形成的电压为Tr1提供了基极电流，使得Tr1可以保持导通。

3.Tr1的集电极电流成斜坡状上升，直到电流为βIb，此时基极电流无法维持Tr1晶体管饱和导通，晶体管集电极--发射极之间的电压上升。而这里的电压上升使得变压器Np上的输入电压下降，更导致Ib下降。于是形成了正反馈，使得Tr1最终关闭。

4.Tr1关闭后如同其他反激变换器一样，储存在变压器内部的能量流到次级电容里，为负载供电。在变压器内部能量未释放完时，基极一直被次级反射来的负电压下拉，晶体管保持关闭。变压器内部能量释放完毕后，电路工作状态转入第1步,形成周期性循环。

5.如果在集电极有较大电流时使用其他方法导致基极电流不足，也可以触发正反馈机制关断晶体管Tr1。这一特点常用于实现电流限制和稳压。(即在电流或电压过大时减小占空比或禁止晶体管开通)RCC要注意的：

RCC电路的不稳定性

目前被普遍认识的是RCC电路对元件、布线、生产工艺要求很高。使用劣质元件、水准不高的布板、变压器绕制不恰当都可能导致RCC电路无法工作，或在正常工作一段时间后失效。常见失效模式包括但不限于：

漏感导致的二次击穿

RCC最常见也最典型的失效现象是主开关管烧毁。大部分此类故障是由变压器基极线圈漏感导致的。 变压器基极线圈的漏感和基极串联的电阻形成LR低通滤波电路，对电流信号有延迟作用，导致在集电极电压上升时，基极电流减小的正反馈出现延迟。而这样的延迟对于绝大部分双极型开关管是致命的，它导致晶体管越出安全工作区，以及发热量过大，最终导致不可逆的二次击穿。

此类故障较少出现在使用功率MOSFET制作的RCC上，因为功率MOSFET的安全工作区远大于双极型晶体管。并且功率MOSFET为电压控制型，开通/关断阈值范围窄，MOSFET较为不易出现同时承受大电流和高电压的情况，即使偶尔出现也不会发生不可逆的失效。 曾经有一批基于MOSFET的RCC电源常常因开关管损坏而失效，经查证，是因为厂家技术考虑不周，机械模仿110V地区产品，在220V交流线路(整流后电压高达311V)上，使用了耐压500V的MOSFET(型号是IRF840)。

输出电压不稳，损坏用电器

另一常见的问题是输出电压明显超过设计输出电压，导致负载过热、烧毁。特别是当负载为锂离子电池时，输出过高电压极端危险，可能导致电池内部气体液体泄漏甚至爆炸。 原因一是变压器绕组间不完全耦合，存在漏感，导致互调整率差。在变换器处于轻载状态，占空比小的时候，此问题更加严重。二是和集成芯片中包含的运算放大器(放大倍数高达数百倍、数千倍)相比，电压环路开环增益太小，精确稳压困难。

并且这两个缺点几乎是不可能同时妥善解决的。解决二次击穿问题要求基极线圈和主线圈近绕以保持耦合良好，而解决输出电压不稳的问题要求次级线圈和基极线圈近绕，又要求初次级之间数千伏的电气隔离。在有限绕线位置的变压器骨架下，要达到这两个矛盾的目的，十分困难。