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手机充电器电路图详解

出处:电子市场 发布于:2018-05-22 09:41:25 | 1294 次阅读

  手机(或其它小电器)充电器多如牛毛,不同厂家的电路结构大不相同,随着科技的进步新技术、新元件的出现又增加了新款的充电器,再加上山寨充电器充斥其中,导致小小充电器电路结构琳琅满目,让人应接不暇。但有一款比较现代也比较简洁、很容易看懂电路图、容易查找故障的分立元件充电器,可作为经典教材进行研究,笔者使用这款充电器已有三年之久,由于后来大电流的快充的出现,现在已经不用它了,只将其作为一种研究对象进行分析,今天就将此分享给大家。

  电路原理图见下图:

 

  电路图分析:

  一、该电路属于自励、反激式、变压器耦合型、PWM开关电源;电源变换过程:交流(AC,输入市电)→直流(DC)→交流(AC,高频)→直流(DC,输出);电路由整流、振荡、稳压、保护四大系统组成。

  二、输入整流、滤波电路:由二极管VD1、电解电容器C1组成,属于半波整流电路,输出脉动直流电压,峰值电压311v,经电容滤波达到300v左右的直流电压。VD1为1N4007这个二极管使用比较普遍,最大整流电流1A,最大反向电压1000v;电解电容器的耐压要大于300v;

  三、振荡电路:由R2、VT1、L1、L2、C4、R5组成,如果没有L2、C4、R5反馈支路的存在,三极管VT1过着一种平淡的田园生活,它通过偏置电阻R2提供合适的偏压,形成了一般的放大电路,但第三者---反馈电路的插足让它的生活不再平静,而是动荡不安--形成了振荡电流。

  L2为反馈线圈,从图上L1、L2同名端的关系看出该反馈属于正反馈,于是形成了振荡电路,由于电容C4的存在导致该振荡电路形成的振荡是间歇振荡,不是正弦波;

  起振过程:电路接通时,启动电阻R2为电路提供偏置电流,于是VT1的集电极就有电流Ic通过Ic,当集电极线圈L1电流发生变化时(0→增加),就会产生自感电动势,方向上+下-,因L2与L1同绕在一个磁心上,于是L2在互感的作用下,产生下+上-的感应电动势;diangon.com版权所有。它相当于一个电源,通过C4、R5、三极管VT1的发射结形成了回路进行充电,于是三极管VT1的发射结电压Ube在原来偏流的基础上又增加了一个附加电流,Ib增加,Ic随之增加,相应L2互感电动势进一步增加,反馈强烈的进行,于是在输出端形成了很陡峭的一个输出波形。

  但是这种增加不会无限制的提高,因为电容的充电性质是这样的:接通瞬间相当于短路,之后慢慢升高,充电电流逐步减小,于是电容C2两端的电压逐步升高,极性右+左-,这个逐步增高的电压对正反馈形成了阻碍,所谓“带出徒弟饿死师傅”,当达到一定值时,其负值电压与三极管VT1的发射结偏置电压极性相反,使Ube逐渐减小,减小到0.5v时,三极管就截止了。

  截止时这时电容C4的电压达到最大,充电电流为零,它不会因之而消停,只要有机会就会放电。它的负电压为电源电压对其充电创造了条件,于是电源电压经过R2对其反充电,不仅抵消了其原有的充电电压还对其反向充电,使其电压左+右-,并且逐步升高,当升高超过0.5v时,于是三极管又具备了导通条件,新一轮的振荡又开始了,如此周而复始的进行着。

  从以上分析可知三极管VT1起到了开关作用,时而导通时而截止,生生息息,不断进行着振荡。

 

  当三极管VT1截止时,会在L3两端产生上+下-的互感电动势,有电能输出,经二极管整流、滤波之后形成输出直流;VD7、R6为输出指示电路;只有截止时才会有输出,导通时没有,这就是反激式的来由。

  四、稳压电路

       由三极管VT2、VD3、C3、VD4、VD5组成;VD5在开关三极管VT1截止时导通:L2上+,C3上+、二极管VD5形成回路;C3电压上+下-,电压6v,上端接地电位0v,则下端电位-6v,这是一个取样电压,为标准值,要使VD4导通,则在VD4左端电位0.2v即可。当电压增高时,电容C3电压增高,即下端电位低于-6v,而VD4两端电压不变,于是左端电位被拉低,低于0.2v,拉低了三极管VT1的基极电位,使其饱和时间缩短,达到了稳压目的。

  五、保护电路

  短路保护:由输入端保护电阻R1实现,但电源出现严重的短路故障时,R1会自我牺牲,切断电路避免进一步的损坏;

  .R3、C2、VD2为尖峰吸收电路,用于保护三极管VT1.我们知道,三极管在截止瞬间,会产生一个下+上-的自感电动势,与电源电压叠加后超过1000v,远远超过了三极管的最大反向电压,通过这个电路,可以对这部分电能形成回路,进行释放,同时释放的过程中,形成变化的电流,可以将能量耦合到L3;

  过流保护:R4为取样电阻,当三极管VT1的电流增加时,三极管VT1发射极电压升高,使三极管VT2导通,拉低了VT1的基极电压,使其饱和时间缩短,达到了保护三极管的目的;

  六、二极管VD1、VD2、VD6、VD5、VD4使用频率不同,故选择不同的二极管,高频的使用快恢复二极管。变压器采用高频变压器。

  这种电路作为小功率负载使用没问题,且电路结构简单,体积较小,但它的保护不够完善,充电电流较小,功率较小,因此现在已经不多见了,但作为开关电源分析电路,还是很有研究价值的。

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