振盪線圈變換器（Ringing Choke Converter，縮寫為：RCC）, 是一種適合小功率離線直流輸出的開關電源。RCC的基本結構是反激變換器。它工作在介於連續電流模式和非連續電流模式之間的臨界模式。
基本介紹
- 中文名：振盪線圈變換器
- 外文名：Ringing Choke Converter
- 縮寫：RCC
- 領域：計算機
典型結構和原理,主開關電晶體,變壓器,輔助電路,基本原理,限流、穩壓原理,RCC電路的不穩定性,感導致的二次擊穿,輸出電壓不穩，損壞用電器,
典型結構和原理
RCC由一個主開關電晶體、一個變壓器和一些電阻、電容、二極體組成，並不包含集成晶片。不包含集成晶片，使得RCC的成本較採用集成晶片的電源電路為低。但隨著積體電路晶片的降價（如今一個晶片的價格僅為人民幣0.5元左右），RCC的成本優勢已經非常弱。
主開關電晶體
傳統的RCC一般採用功率三極體(BJT)作為開關管。較新的設計採用了金屬-氧化物-半導體場效應管（MOSFET），以實現更低功耗以及準諧振等功能。
變壓器
RCC的變壓器由三個或以上的繞組組成，包含輸入側的一個主輸入繞組，一個反饋繞組以及輸出側的一個或多個輸出繞組。和所有的反激變換器一樣，這個變壓器需要承受大的直流偏磁。
輔助電路
輔助電路需要二極體、電阻、電容等，實現電流限制、電壓限制等功能。
基本原理
RCC的功率部分如同普通的反激變換器一樣操作。信號和控制部分原理如下：
1.當加入輸入電壓Vin（電阻RG連線Tr1的基極），電流Ib流過Rb，Tr1導通，此Ib為啟動電流。Tr1的collector電流Ic波形如圖，一般從0開始。
2. Tr1一旦進入ON狀態，transformer的P1線圈已加入輸入電壓Vin，因此P2線圈形成的電壓為Tr1提供了基極電流，使得Tr1可以保持導通。
3. Tr1的集電極電流成斜坡狀上升，直到電流為βIb，此時基極電流無法維持Tr1電晶體飽和導通，電晶體集電極--發射極之間的電壓上升。而這裡的電壓上升使得變壓器Np上的輸入電壓下降，更導致Ib下降。於是形成了正反饋，使得Tr1最終關閉。
4. Tr1關閉後如同其他反激變換器一樣，儲存在變壓器內部的能量流到次級電容里，為負載供電。在變壓器內部能量未釋放完時，基極一直被次級反射來的負電壓下拉，電晶體保持關閉。變壓器內部能量釋放完畢後，電路工作狀態轉入第1步,形成周期性循環。
5.如果在集電極有較大電流時使用其他方法導致基極電流不足，也可以觸發正反饋機制關斷電晶體Tr1。這一特點常用於實現電流限制和穩壓。（即在電流或電壓過大時減小占空比或禁止電晶體開通）
限流、穩壓原理
基本的RCC電路天然有著限制峰值電流的特徵。由於基極電阻的限流作用，基極電流無法超過Vin/Np*Nb/Rb，從而讓集電極電流在超過βIb時觸發正反饋關斷機制。 實際套用中，這種限流是不準確的，因為電晶體的β離散性很大（同種型號電晶體β可以相差4倍），並且輸入電壓Vin不固定。實際採取的大多是電流檢測電阻+NPN電晶體對基極分流的方法。圖中的R3是電流檢測電阻，當它上面的電壓加上1N4148的導通壓降（約0.8V)超過8050的導通電壓時，8050導通，拉出基極電流，使得基極欠流，觸發正反饋機制從而關斷。
RCC的穩壓是通過基極繞組的反激電壓實現的。當電晶體關斷，基極繞組異名端反接的的電容C2充電。C2的電壓和C3的電壓成比例Nb/Ns。當C2的電壓超過了穩壓管D8的齊納電壓，C2就流出電流，把基極電壓拉低，阻止或減緩電晶體導通，從而間接控制了C3上的輸出電壓。
RCC電路的不穩定性
目前被普遍認識的是RCC電路對元件、布線、生產工藝要求很高。使用劣質元件、水準不高的布板、變壓器繞制不恰當都可能導致RCC電路無法工作，或在正常工作一段時間後失效。常見失效模式包括但不限於：
感導致的二次擊穿
RCC最常見也最典型的失效現象是主開關管燒毀。大部分此類故障是由變壓器基極線圈漏感導致的。 變壓器基極線圈的漏感和基極串聯的電阻形成LR低通濾波電路，對電流信號有延遲作用，導致在集電極電壓上升時，基極電流減小的正反饋出現延遲。而這樣的延遲對於絕大部分雙極型開關管是致命的，它導致電晶體越出安全工作區，以及發熱量過大，最終導致不可逆的二次擊穿。
此類故障較少出現在使用功率MOSFET製作的RCC上，因為功率MOSFET的安全工作區遠大於雙極型電晶體。並且功率MOSFET為電壓控制型，開通/關斷閾值範圍窄，MOSFET較為不易出現同時承受大電流和高電壓的情況，即使偶爾出現也不會發生不可逆的失效。 曾經有一批基於MOSFET的RCC電源常常因開關管損壞而失效，經查證，是因為廠家技術考慮不周，機械模仿110V地區產品，在220V交流線路(整流後電壓高達311V)上，使用了耐壓500V的MOSFET(型號是IRF840)。
輸出電壓不穩，損壞用電器
另一常見的問題是輸出電壓明顯超過設計輸出電壓，導致負載過熱、燒毀。特別是當負載為鋰離子電池時，輸出過高電壓極端危險，可能導致電池內部氣體液體泄漏甚至爆炸。 原因一是變壓器繞組間不完全耦合，存在漏感，導致互調整率差。在變換器處於輕載狀態，占空比小的時候，此問題更加嚴重。二是和集成晶片中包含的運算放大器（放大倍數高達數百倍、數千倍）相比，電壓環路開環增益太小，精確穩壓困難。
並且這兩個缺點幾乎是不可能同時妥善解決的。解決二次擊穿問題要求基極線圈和主線圈近繞以保持耦合良好，而解決輸出電壓不穩的問題要求次級線圈和基極線圈近繞,又要求初次級之間數千伏的電氣隔離。在有限繞線位置的變壓器骨架下，要達到這兩個矛盾的目的，是十分困難的。
