常见手机充电器电路图2

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手机充电器电路图2

随风吹去收集整理

超力通手机旅行充电器适合给摩托罗拉308、328、338及368等系列手机电池充电。该充电器具有镍镉、镍氢、锂离子电池充电转换开关,并具有放电功能。在150~250V、40mA的交流市电输入时,可输出300±50mA电流。

该充电器采用了RCC振荡抑制型变换器,它与PWM型开关电源有一定的区别。PWM型开关电源由独立的取样误差放大器和直流放大器组成脉宽调制系统;而RCC型开关电源只是由稳压器组成电平开关,控制过程为振荡状态和抑制状态。由于PWM型开关电源中的开关管总是周期性的通断,系统控制只是改变每个周期的脉冲宽度,而RCC型开关电源的控制过程并非线性连续变化,它只有两个状态:当开关电源输出电压超过额定值时,脉冲控制器输出低电平,开关管截止;当开关电源输出电压低于额定值时,脉冲控制器输出高电平,开关管导通。当负载电流减小时,滤波电容放电时间延长,输出电压不会很快降低,开关管处于截止状态,直到输出电压降低到额定值以下,开关管才会再次导通。开关管的截止时间取决于负载电流的大小。开关管的导通/截止由电平开关从输出电压取样进行控制。因此这种电源也称非周期性开关电源。

220V市电经VD1~VD4桥式整流后在V2的集电极上形成一个300V左右的直流电压。由V2和开关变压器组成间歇振荡器。开机后,300V直流电压经过变压器初级加到V2的集电极,同时该电压还经启动电阻R2为V2的基极提供一个偏置电压。由于正反馈作用,V2Ic迅速上升而饱和,

在V2进入截止期间,开关变压器次级绕组产生的感应电压使VD7导通,向负载输出一个9V左右的直流电压。开关变压器的反馈绕组产生的感应脉冲经VD5整流、C1滤波后产生一个与振荡脉冲个数呈正比的直流电压。此电压若超过稳压管VD17的稳压值,VD17便导通,此负极性整流电压便加在V2的基极,使其迅速截止。V2的截止时间与其输出电压呈反比。VD17的导通/截止直接受电网电压和负载的影响。电网电压越低或负载电流越大,VD17的导通时间越短,V2的导通时间越长,反之,电网电压越高或负载电流越小,VD5的整流电压越高,VD17的导通时间越长,V2的导通时间越短。V1是过流保护管,R5是V2Ie的取样电阻。当V2Ie过大时,R5上的电压降使V1导通,V2截止,可有效消除开机瞬间的冲击电流,同时对VD17的控制功能也是一种补偿。VD17以电压取样来控制V2的振荡时间,而V1是以电流取样来控制V2振荡时间的。如果是为镍镉、镍氢电池充电,由于这类电池存在一定的记忆效应,需不定时对其进行放电。SW1是镍镉、镍氢、锂离子电池充电转换开关。SW1与精密基准电源SL431为运放LM324⑨提供两个不同的精密基准源,由SW1切换。在给镍镉、镍氢电池充电时,LM324⑨脚的基准电压约0.09V(空载);在给锂离子电池充电时,LM324⑨脚的基准电压约为0.08V(空载),这种设计是由这两种类型电池特有的化学特性决定的。按下SW2,V5基极瞬间得一低电平而导通,可充电池上的残余电压通过V5的ec极在R17上放电,同时放电指示灯VD14点亮。在按下SW2后会随即释放,这时可充电池上的残余电压通过R16、R13分压,C9滤波后为V4的基极提供一个高电平,V4导通,这相当于短接SW2。随着放电时间的延长,可充电池上的残余电压也越来越低,当V4基极上的电压不能维持其继续导通时,V4截止,放电终止,充电器随即转入充电状态。

由于锂电不存在记忆效应,当电池低于3V时便不能开机,其残余电压经电阻R40、R41分压后得到2.53V送入运算放大器的同相端③、⑤、⑩脚,由于LM324⑨脚电压在负载下始终为2.66V,因此⑧脚输出低电平,V3导通,+9V电压通过V3ec极、VD8向可充电池充电。IC1d在电容C6的作用下,{14}脚输出的是脉冲信号,由于IC1⑧脚为低电平,因此VD12处于闪烁状态,以指示电池正在充电,对应容量为20%。随着充电时间的延长,可充电池上的电压逐渐上升。当R40、R41的分压值约等于2.58V时,即IC1③脚等于2.58V时,IC1②脚经电阻分压后得2.57V,其①脚输出高电平(由于在充电时,IC1⑨脚电压始终是2.66V,V6导通;反之在空载时,IC1⑨脚为0.08V,V6截止),VD10、VD11点亮,对应指示容量为40%、60%。当R40、R41的分压值上升到2.63V时,即IC1⑤脚等于2.63V,其⑥脚经电阻分压后得2.63V,⑦脚输出高电平,VD9点亮,对应充电容量为80%。只有IC1⑩脚电压≥2.66V时,⑧脚才输出高电平,VD13点亮,对应充电容量为100%。即使VD13点亮时,VD12仍处于闪烁状态,这表示电池仍未达到完全饱和。只有IC1⑧脚电压>6.5V时,VD12才逐渐熄灭,表示电池完全充至饱和。

VD16在电路中起过充、过流保护作用,VD8起反向保护作用,避免充电器断电后,电池反向放电。

IC 工艺

TH102采用双极工艺,需外置开关功率管,但成本较低廉;TNY264和PIVer12A 均采用先进的700V 高压MOS 工艺,内置MOS 开关功率管,但目前成本较高。

启动电路

TH102需外置高阻电阻(图中R2)、开关功率管(图中Q1),在TH102的控

制下完成启动;TNY264和PIVer12A均采用内置可控高压电流源供给启动电流,工艺先进。

待机功耗或零负载功耗

TH102零负载功耗包括:高压启动电阻(图中R2)静态功耗,约30mW左右;开关功率管开关损耗;磁复位损耗,图中采用RCD电路(图中R5、C5、D5)损耗较大,若采用齐纳二极管磁复位电路能降低损耗,但成本较高;开关变压器开关损耗;TH102工作损耗;和输出反馈损耗;按TH102两方案,零负载功耗小于0.3W,图中D8在零负载和小负载时将增大开关周期,减小开关功率管开关损耗。

TNY264零负载功耗包括:内置MOS开关功率管开关损耗,由于MOS开关功率管开关速度比双极开关功率管快,因而开关损耗也小;磁复位损耗,TNY264采用齐纳二极管磁复位电路(图中D5、VR1、C3);开关变压器开关损耗;TNY264工作损耗;和输出反馈损耗;由于TNY264每个开关周期均为最大输出周期,因而在零负载和小负载时TNY264开关周期将变得很大,因而MOS开关功率管开关损耗减小,零负载功耗会很小,但如反馈、变压器等设计不好,纹波将增加,或采用经济的RCD电路时零负载功耗显著增加。

PIVer12A零负载功耗包括:内置MOS开关功率管开关损耗;磁复位损耗,VIPer12A采用齐纳二极管磁复位电路;开关变压器开关损耗;PIVer12A工作损耗;和输出反馈损耗。

尽管TH102方案待机功耗不如TNY264和PIVer12A,但小于0.3W和低价位,具有较好的性价比。

输出电压基准和反馈

TH102采用稳压管、光耦发光管(图中Z1、U3、RZ)为输出电压基准,RZ 基于光耦发光管压降为Z1提供基电流,改变该基电流(既改变RZ)可小幅改变Z1稳压值,因此,若需较高精度输出电压可调校RZ,调校RZ可采用成批稳压管分为几档,每档稳压管对应一个RZ;或TH102采用TL431(图中U2、R6、R7、R8、R9、R10、C9)电路为输出电压基准,基准精度较高和无需调校。TH102采用光耦隔离反馈电路(图中Z1、U3、RZ、C4,图3中U2、R6、R7、R8、R9、R10、C9、C4)。

TNY264采用稳压管、光耦发射二极管为输出电压基准和光耦隔离反馈电路。PIVer12A采用稳压管、光耦发射二极管为输出电压基准和光耦隔离反馈电路。其光耦隔离反馈电路原理与TH102相似。

变压器

TH102、TNY264、PIVer12A变压器设计基本相似,而且价格也相当,变压器有主绕组、参考绕组、和输出绕组,绕组之比需考虑退磁电压、TH102或TNY264或PIVer12A的工作电压、输出电压、整流二极管压降,退磁电压设计还需顾及整流二极管耐压;TH102变压器设计,输出整流二极管1N5819,EE13磁心,退磁电压75V,工作电压10V,输出电压5.5V,则绕组之比为150:22:12,主绕组4mH。

输出滤波电容和纹波电流

TH102、TNY264、PIVer12A在输出电压和输出电流相同时,按参考设计其滤波电容的纹波电流基本相同,如输出5.5V@500mA则纹波电流略小于500mA,输出一次滤波电容应选择能耐500mA的低ESR电解电容。

安全保护

TH102、TNY264、PIVer12A均有过载、短路等保护,但图5和图7还依然设