摘要：根據輸入、輸出電壓定Np:Ns = 2：1，則Np:Nb = 4：1，開關管導通時反饋電流爲Ibf = (Nb / Np) × Vin / R2，取 Vin = 18V，Ibf = 5mA，得 R2 = 0.9K，取常用電阻值1K。根據輸入310V、輸出18V定Np:Ns = 12：1，則Np:Nb = 48：1，開關管導通時反饋電流爲Ibf = (Nb / Np) × Vin / R1，取 Vin = 310V，Ibf = 5mA，得 R1 = 1.29K，取常用電阻值1.2K。

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基本RCC電路如下：

電路分析

電路的基本工作原理參考“手機充電器拆解及RCC電路簡要分析”。

1工作模式

根據其工作原理可知，RCC電路相當於工作於BCM臨界導通模式的buck-boost變換器。

2佔空比D

變壓器一次、二次、反饋繞組的匝數分別爲Np、Ns、Nb，電感分別是Lp、Ls、Lb；電路輸入、輸出電壓分別是Vin和Vo；開關管導通壓降Vqce；輸出二極管導通壓降Vd3，則可以推導出

D = (Vo + Vd3) × (Np / Ns) / ((Vo + Vd3) × (Np / Ns) + (Vin - Vqce))

另 n = Np / Ns，同時忽略開關管和輸出二極管導通壓降，則上式簡化爲

D = n × Vo / (n × Vo + Vin)，即buck-boost的標準方程。

3工作頻率f

令 V1 = Vin - Vqce，V2 = Vo + Vd3，設輸出電流爲Io，可以推導出

f = (1 / (2 × Io)) × V1^2 × V2 / (Lp^0.5 × V2 + Ls^0.5 × V1)^2

由此式可以得到如下結論：

（1）工作頻率f和負載電流Io成反比，Io很小時頻率將很高；

（2）工作頻率隨一次、二次電感量的增加而下降；

（3）工作頻率隨輸入電壓的上升而上升。

4輸出電壓Vo

根 據工作原理，穩態下C4兩端的電壓Vc4（下正上負）恆定，開關管Q截止時有 Vc4 = (Nb / Ns) × (Vo + Vd3) - Vd1，Vd1是二極管D1的導通壓降；開關管Q導通時有Vc4 = Vzd - Vqbe，Vzd和Vqbe分別是齊納管ZD的穩壓值和三極管基極-發射極正向壓降。整理這兩個式子可得

Vo = (Ns / Nb) × (Vzd + Vd1 - Vqbe) - Vd3，和

Vzd = (Nb / Ns) × (Vo + Vd3) - Vd1 + Vqbe

忽略二、三極管導通壓降，可得簡化式子

Vo = (Ns / Nb) × Vzd，可見Vzd決定了輸出電壓Vo 。

設計實例1：輸入15～21V，輸出9V，功率0.5W，工作頻率150KHz

電路如圖：

1開關管及反饋和二次繞組匝比

選則2N5551作爲開關管，這裏關心的參數是 Vebo = 6V

根據電路，開關管應滿足 Vebo > (Nb / Ns) × (Vo + Vd3)，即 Vebo > (Nb / Ns) × 9.5V，取Nb：Ns = 1：2，有Vebo > 4.75V，滿足條件。

2定壓網絡

取所有二、三極管導通壓降0.5V，則

Vzd = 0.5 × (9 + 0.5) - 0.5 + 0.5 = 4.75V

齊納管選1N4732或1N750，穩壓值都是4.7V

D1選1N4007，C3選22uF電解（功率很小，根據經驗和已知電路直接選取）

3一次、二次匝比及反饋網絡

根據輸入、輸出電壓定Np:Ns = 2：1，則Np:Nb = 4：1，開關管導通時反饋電流爲Ibf = (Nb / Np) × Vin / R2，取 Vin = 18V，Ibf = 5mA，得 R2 = 0.9K，取常用電阻值1K；濾波電容C2取102。

4啓動電阻

Ib = Vin / R1，取Ib = 0.1mA，得 R1 = 18K，取常用阻值 R1 = 22K 。

5最大佔空比

Dmax = (Vo + Vd3) × (Np / Ns) / ((Vo + Vd3) × (Np / Ns) + (Vinmin - Vqce)) = 0.567

6變壓器

匝比已經由上面確定：Np：Ns：Nb = 4：2：1 。

磁 芯體積和磁芯選擇：Ve = 0.7 × ((2 + r)^2 / r) × (Pin / f)（參考反激變換器磁芯體積計算公式），r = 2，取 Pin = 1W，f = 150KHz，得 Ve = 0.04 cm^3，實際上由於功率很小，直接選取最小可用磁芯即可，此處選取EE10 。

由電路工作於BCM（r = 2）模式可以推導出一次匝數爲

Np = Vin / (2 × Bpk × Ae × f)，其中Bpk是最大磁通密度，取0.3T，Ae是磁芯有效截面積，EE10的Ae是0.12cm^2，f是工作頻率，取150KHz，Vin取Vinmin = 15V，得Np = 13.89 。

根據匝比得 Ns = 6.94，Nb = 3.47

對Nb取整爲4，則最終匝數定爲：Nb = 4，Ns = 8，Np = 16 。

7一次、二次電感

Lp = Np^2 × Al，其中EE10的Al值是1006 nH / N^2，得 Lp = 257.54 uH 。

同樣得 Ls = 64.384 uH

8一次電流峯值

由 Vin = Lp × (dI / dt) 得 dI = Vin × dt / Lp = Vin × (D / f) / Lp = 220 mA，其中Vin取Vinmin 。

2N5551的最大集電極電流爲600mA，所以一次電流峯值在安全範圍內。

9輸出二極管

選1N5817，1A 20V 肖特基管即可。

10輸入輸出電容

輸入電容C1取22uF 50V；輸出電容取100uF 25V 。

11負載電阻及頻率限制

由原理分析可知空載或輕載可造成工作頻率太高，因此需要加一固定負載以限制最高頻率。

令 k = V1^2 × V2 / (Lp^0.5 × V2 + Ls^0.5 × V1)^2，其中 V1 = Vinmin - Vqce，V2 = Vo + Vd3，取Vqce = Vd3 = 0.5V，帶入Lp、Ls得 k = 27643.194 。

f = k × (1 / (2 × Io))，令 f = 150KHz得 Io = 92mA，令Io = 10mA得最高頻率fm = 1.38MHz，此時 R3 = Vo / Io = 0.9K，取常用阻值有 R3 = 1K（1/4W）。

12尖峯吸收電路

爲簡化設計，改RCD吸收爲齊納管鉗位吸收，則

齊納管穩壓值爲 Vz > Vor × 1.4，這裏Vor = 2 × (9 + 0.5) = 19V，得

Vz > 26.6V，選齊納管1N972或1N4752，30V，反向二極管選1N4148 。

設計實例2：輸入220VAC，輸出18V，12V共3W，工作頻率150KHz

電路如圖：

1開關管選擇和二次、反饋繞組的匝比

開關管Q選MJE13003，其極限參數：Ic 1.5A，Vceo 400V，Vebo 9V，Pd 1.1W（TO-92)

二次繞組按一個算，輸出18V，令Nb:Ns = 1：4，則反射電壓爲18/4 = 4.5V，滿足 Vebo條件。

2定壓網絡

取所有二、三極管導通壓降0.5V，則

Vzd = (Nb / Ns) × (Vo + Vd) - Vd + Vqbe = 0.25 × (18 + 0.5) - 0.5 + 0.5 = 4.625V

齊納管DZ1選1N4732或1N750，穩壓值都是4.7V

D1選1N4007，C1選22uF電解（功率很小，根據經驗和已知電路直接選取）

3一次、二次匝比及反饋網絡

根據輸入310V、輸出18V定Np:Ns = 12：1，則Np:Nb = 48：1，開關管導通時反饋電流爲Ibf = (Nb / Np) × Vin / R1，取 Vin = 310V，Ibf = 5mA，得 R1 = 1.29K，取常用電阻值1.2K；濾波電容C2取102。

4啓動電阻

Ib = Vin / R2，取Ib = 0.1mA，得 R2 = 3M，綜合考慮取 R2 = 820K，此時 Ib = 0.38mA 。

5最大佔空比

Dmax = (Vo + Vd3) × (Np / Ns) / ((Vo + Vd3) × (Np / Ns) + (Vinmin - Vqce)) ，取Vinmin爲127（90VAC）Dmax = 0.636；取Vinmin 310（220VAC）Dmax = 0.417 。

6變壓器

匝比已經由上面確定：Np：Ns：Nb = 48：4：1 。

磁 芯體積和磁芯選擇：Ve = 0.7 × ((2 + r)^2 / r) × (Pin / f)（參考反激變換器磁芯體積計算公式），r = 2，取 Pin = 3W，f = 150KHz，得 Ve = 0.11 cm^3，實際上由於功率很小，直接選取最小可用磁芯即可，此處選取EE10 。

由電路工作於BCM（r = 2）模式可以推導出一次匝數爲

Np = Vin / (2 × Bpk × Ae × f)，其中Bpk是最大磁通密度，取0.3T，Ae是磁芯有效截面積，EE10的Ae是0.12cm^2，f是工作頻率，取150KHz，Vin取Vinmin = 127V，得Np = 117.59 。

根據匝比得 Ns = 9.8，Nb = 2.449

對Nb取整爲3，則匝數定爲：Nb = 3，Ns = 12，Np = 144 ，此處Ns按18V考慮，若考慮另一個12V繞組，則其匝數爲8，綜合考慮最終決定爲：Np = 144，Ns1 = 12，Ns2 = 10，Nb = 3 。

7一次、二次電感

Lp = Np^2 × Al，其中EE10的Al值是1006 nH / N^2，得 Lp = 20.86mH 。

同樣得 Ls1 = 144.8uH；Ls2 = 100.6uH 。

8一次電流峯值

由 Vin = Lp × (dI / dt) 得 dI = Vin × dt / Lp = Vin × (D / f) / Lp，取Vin 127V（90VAC）得 dl = 25.8mA，取Vin 310V（220VAC）得 dl = 41.3mA 。

MJE13003的最大集電極電流爲1.5A，所以一次電流峯值在安全範圍內，其大才小用了，改爲MJE13001 。

9輸出二極管

選1N5819，1A 40V 肖特基管即可。

10輸入輸出電容

輸入電容C3取22uF 50V；輸出電容取100uF 25V 。

11負載電阻及頻率限制

由原理分析可知空載或輕載可造成工作頻率太高，因此需要加一固定負載以限制最高頻率。

令 k = V1^2 × V2 / (Lp^0.5 × V2 + Ls^0.5 × V1)^2，其中 V1 = 310V，V2 = 18V，Lp = 20.86mH，Ls = Ls1 + Ls2 = 245.4uH，帶入得 k = 31116.3。

f = k × (1 / (2 × Io))，令 f = 150KHz得 Io = 103.72mA，令Io = 10mA得最高頻率fm = 1.56MHz，此時 R3 = Vo / Io = 1.8K，取R3 = R4 = 2K（1/4W）。

12尖峯吸收電路

若採用齊納管鉗位吸收，則需要穩壓值很高的齊納管，不容易實現，所以採用RCD吸收，有

吸收電容最大電壓 Vcmax = Vor / D = (18 + 0.5) × 12 / 0.417 = 532.37V，取Vcmax = 300V；

吸收電容值C6 = Ipk^2 × Llk / (Vcmax^2 × (1 - e^(2 × ln(D) / (1 - D)))，其中Ipk是變壓器一次電流峯值，取41.3mA，Llk是漏感，取Lp × 10% = 2.1mH，佔空比 D = 0.417，得 C6 = 41.88pF，取 C6 = 47pF；

吸收電阻值 R5 = (D - 1) / (C × f × ln(D)) = 106.1K，取 R5 = 110K；

吸收電阻功率是 Pr = Llk × Ipk^2 × f = 0.537W，取 R5的功率爲 1/2W 。

13整流網絡

選1N4004組成橋式整流網絡。