手机充电器电路图详解分立元件的代表

接线图 2023年07月21日 22:43 217 admin

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：

手机充电器电路图详解分立元件的代表第1张
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；jiexiantu.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。

手机充电器电路图详解分立元件的代表第2张
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。