市售便攜式CD/VCD機的交流適配器電路如附圖所示,。該適配器標稱輸出為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輸入時測試其輸出電壓在空載和VCD機正常播放時約為5.2V,,無明顯變動,。該適配器隨機售出無圖紙,印刷板無元器件編號,,圖中元器件數(shù)值為筆者實測,,電路系根據(jù)實物繪出。雖然電源的Q16,、Q17標識已被砂紙打去,,但根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和管子體積形狀可以推斷Q16為MJE13003、Q17為8050,。
該適配器不同于一般脈寬調(diào)制開關(guān)電源,。Q16為開關(guān)管,R84為起動電阻,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的電壓降組成開關(guān)管Q16的過流保護電路,,R81、C12作為隔離電路.以防止輸入Q17的穩(wěn)壓控制信號被R82所短路,。光耦器IC1和Q17又構(gòu)成振蕩抑制型(又稱RCC型)穩(wěn)壓控制電路.RCC的特殊之處是通過抑制自激振蕩的過程改變開關(guān)管導(dǎo)通/截止的占空比穩(wěn)定輸出電壓,,而不是控制每個振蕩周期正程的脈寬。
當接通市電Q16啟動以后,,Q16的導(dǎo)通電流在脈沖變壓器中存儲磁能,,隨正反饋過程C15充電電流逐漸減小開關(guān)管進入截止區(qū),T釋放磁能,,L4產(chǎn)生感應(yīng)電壓經(jīng)D7向C30充電,,經(jīng)過幾個振蕩周期后,C30充電電壓升高到5V以上,,該輸出電壓經(jīng)R17,,光耦器發(fā)光二極管使穩(wěn)壓管D8擊穿,光耦器初次級同時導(dǎo)通,,使T的L2由D6整流的輸出電壓加到Q17的基極,,Q17飽和導(dǎo)通,開關(guān)管Q16停振,。此時C30向負載電路放電,,當C30放電電壓低于5V時穩(wěn)壓管D8截止,Q17隨即截止,,開關(guān)管Q16又開始振蕩重復(fù)上述過程,。其結(jié)果通過振蕩一抑制過程保持輸出電壓的穩(wěn)定。
此穩(wěn)壓過程不同于脈寬調(diào)制之處是,,Q17并非對Q16的每個振蕩周期導(dǎo)通時間進行控制,,只要C30的充電電壓未達到D8設(shè)定值Q17并不動作,因此稱RCC方式為非周期性開關(guān)電源,。此種穩(wěn)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,所以在輸出端需接入L10(82 uH)C32組成的濾波電路,。RCC的電路簡單,,還具有負載電流自動調(diào)控功能,屬50W以下小型開關(guān)電路的優(yōu)選電路,。作為便攜電器交流適配器的最方便之處是萬一空載也不損壞電源,,空載時C30放電過程延長只通過R4有50mA的放電電流,,Q16處于占空比極小的振蕩狀態(tài)功耗也極小。
制作RCC型電源關(guān)鍵是脈沖變壓器T的繞制,。無論何種開關(guān)電源脈沖變壓器的計算是極繁瑣又極不準確的,,對業(yè)余制作者來說通過估算,實驗調(diào)整來確定比較實際,。即使是估算也涉及磁芯材料,,結(jié)構(gòu)的影響,限于目前市場產(chǎn)品參數(shù)的離散性,,業(yè)余者也難以確定,,此處只列出部分計算結(jié)果供參考。小功率開關(guān)電源脈沖變壓器制作參數(shù)(繞組功能參考附圖)如附表所示,。
注:用于220V市電輸入整流濾波供電。自激振蕩頻率約為22~24kHz,。初級電感量可調(diào)整氣隙達到上述值,。
元件數(shù)據(jù)的調(diào)整合理可以彌補脈沖變壓器參數(shù)的誤差,本文將裝配過程中失誤(T相位接反,,元件不合格,,裝配中開路,短路等)造成無輸出的故障檢查省略,,談元件的選配調(diào)試,。裝配無誤將電源經(jīng)25W燈泡接入市電,同時在輸出端接入25Ω,、2W的假負載電阻,,輸出端應(yīng)有電壓,隨即在3.3~4.5V之間更換D8,,可使輸出電壓為5V±0.2V,。調(diào)整中出現(xiàn)故障和元件數(shù)值的關(guān)系如下。
無輸出電壓,,說明電源未起振,,如果脈沖變壓器相位無誤,試將R84換成270kΩ/0.5W的電阻,,若仍無輸出,,則Q16的β值過低,換成β大于40的開關(guān)管,。
輸出電壓始終偏低,,更換D8無效,為正反饋量過低,。焊去外加25Ω假負載電壓升高可證明,。原因是T的L2匝數(shù)偏少,,漏感過大,可試將R83減小為160Ω,、120Ω…68Ω,、32Ω。如改進不大,,則重繞L2,,適當增加匝數(shù)。R83減小限度以電壓開始升高為限,,若阻值過小將增大開關(guān)管損耗,。
輸出電壓偏高,若D8改用3.1V仍輸出5.5v以上電壓,,可能原因是Q17飽和壓降過大,,要選擇飽和壓降小的8050。若光耦器發(fā)光管正向壓降超過2V,,可用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無極性電容,如仍有叫聲為T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相同直徑的漆包線壓緊、粘牢,。
開關(guān)電源脈沖變壓器當用于單端電路時,,必須留有氣隙,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(cè)旁柱端面用0.6mm漆包線隔開。調(diào)整氣隙可微調(diào)初級電感,,無論功率大小單端開關(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產(chǎn)生極大噪聲,同時損壞開關(guān)管,。
附圖電路最大輸出功率為20W,,按附表數(shù)據(jù)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。