
分析一个电源,往往从输入开始着手。220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的阻值后,由10uF电容滤波。这个10欧的阻值用来做保护的,如果前面发生故障等造成过流,那么这个电阻将被烧断,从而导致造成更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻,构成一个高压吸收电路,当开关管13003关断时,负责吸收线圈上的感应电流,从而避免高压加到开关管13003上而造成击穿。13003为开关管(完整的名必须是MJE13003),耐压400V,集电极最大电流1.5A,最大集电极功率为14W,用来控制原边导线与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时,就会在开关变压器中产生差异的电场,从而在次级线圈中形成感应电流。由于图中没有标明绕组的同名端,所以不能看出是正激式还是反激式。
不过,从这个电路的结构来看,可以推断下来,这个电源需要是反激式的。左端的510KΩ为启动电容,给开关管提供启动用的栅极电压。13003下方的10Ω电阻为电压采样电容,电流经取样后变成电压(其值为10*I),这电阻经继电器4148后,加至二极管C945的栅极上。当取样电阻至少大于1.4V,即开关管电流大于0.14A时,三极管C945导通,从而将开关管13003的栅极电流拉低,从而集电极电压降低,这样就限制了开关的电压,防止电阻过大而损坏(其实这是一个恒流结构,将开关管的最大电流限制在140mA左右)。
变压器左下方的线圈(取样绕组)的感应电流经整流二极管4148整流,22uF电容分频后产生取样电阻。为了分析方便,我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右),并且输出功率越高时,采样电压越负。取样电阻经过6.2V稳压二极管后,加至开关管13003的栅极。前面说了,当输出电压越高时,那么取样电压就越负,当负到一定程度后,6.2V稳压二极管被击穿,从而将插头13003的栅极电位拉低,这将造成开关管断开以及延迟开关的导通,从而控制了能量输入到变压器中,也就控制了输出电压的下降,实现了稳压输出的功能。
而下方的1KΩ电阻跟串联的2700pF电容,则是正反馈支路,从采样绕组中取出感应电流,加到开关管的栅极上,以保持振荡。右边的次级绕组就没有太多好说的了,经三极管RF93整流,220uF电容分频后输出6V的电流。没找到二极管RF93的资料,估计是一个快速回复管,例如肖特基二极管等,因为插头电源的工作温度较高,所以必须工作温度的二极管。这里可以用常用的1N5816、1N5817等肖特基二极管代替。
同样由于频率高的理由,变压器也需要使用高频开关变压器,铁心一般为低频铁氧体磁芯,具有高的电阻率,以减少涡流。
1移动通信手持机锂电池的安全规定和实验步骤
1.1一般要求
本标准对电源的电路和构架设计强调了一些建议,希望制造厂商在电池的设计环节能充分考虑到电池的安全性。
1.1.1绝缘与配线
常见的电池后盖都是非金属的,但有的电池也采取塑料后盖,后种状况下电源的负极终端与锂电的塑料后盖之间的阻燃电阻在500V直流电流下检测应小于5M?,除非电池的负极终端与电源的塑料壳体有连通。
手机电池只是电池芯的简单组合,电池芯之外也有保护电路和控制电路,其外部配线及绝缘应充分满足预计的最大电流、电压和湿度的要求,配线的排布应确保端子之间有足够的空隙和绝缘穿透距离,内部连结的整体性能应充分满足也许出现误操作时的安全要求。
1.1.2泄放
泄放的意思即电池或电池芯外部的过低压力在安全阀处释放以避免其破裂或爆炸。标准规定电池或电源芯在外部压力过低达到一定限值时能以一定的速度将压力泄放以避免电池的断裂、爆炸和着火。如果电源的电瓶芯被封装在壳体内,则该封装的方式和封装的技巧在正常操作过程中不应引起电池过低,也不应约束内部压力的泄放。
1.1.3温度/电流管理
电池充电过程中,电池和充电器内部的电路就会造成热量,若散热不佳导致热量积聚会妨碍电池正常的化学反应过程,造成电池的热失效,因此,电池的设计应能避免电池温度的异常下降。必要时,电池的充电和放电应设置安全限流,防止电压过大而造成过多热量。
1.1.4终端连接
电池外壳应清晰地标明终端的极性。终端的规格大小和外形应能保证承载预计的最大电流。外部终端表面应采取机械性能良好并耐腐蚀的导热材料。终端应设计成最不也许出现短路的样式。
1.1.5电池芯装配成电池
电池芯与所装配电池的功率应紧密匹配,装配在同一电池里的电池芯应结构相似,化学成分相近,并且是同一厂家制造的。不同厂家生产的电瓶芯在电解液和负极材料等方面均会有所差异,如此要求的目的是为了确保装配在同一电池中电池芯的一致性,防止落后电池芯产生整个锂电科技指标和安全性能的上升。
1.2正常使用时的安全规定
考虑到试验的一致性及各电池实验结果具有可比性,试验所用电池芯或电池的制造日期应在3个月以内,但并不表示电池3个月后安全性能会增加。常态试验在20℃±5℃的环境温度下进行。
1.2.1连续低倍率充电
完全充电的锂电芯以额定的低倍率电流0.01C5A持续充电28天后,应不着火、不起火、不漏液。
1.2.2振动

用完全充电的电源芯或电瓶进行X、Y、Z三个方向的震动实验,振动源单振幅0.76mm(双振幅1.52mm),频率差异率1Hz/min,频率范围10Hz到55Hz,往返振动90min±5min后手机充电器电路原理,电池应不着火、不起火、不漏液。
1.2.3高温性能
完全充电的电源放在70℃±2℃恒温箱中,保持7小时,然后取出放在温度条件下,检查其外观,其壳体应无变形或其变形不会导致电池外部元件暴露出来。
1.2.4温度循环
完全充电的电源或电瓶芯装入可强制调温的恒温箱中,按以下程序做-20℃到+75℃的浓度循环:
(1)30min内使恒温箱的湿度升到75℃±2℃,并在此温度下保持4h;
(2)30min内使恒温箱的湿度降到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;
(3)30min内使恒温箱的湿度降到-20℃±2℃,并在此温度下保持4h;
(4)30min内使恒温箱的湿度升到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;
(5)再重复1-4的方法做4个循环;
(6)第5次循环完成后,电池储存2h再作检测,应依照相关规定。
该试验可以在一个可强制调温的恒温箱中进行,也可以在3个不同温度的恒温箱之间进行。试验后,电池芯或电源应不着火、不起火、不漏液。
1.2.5低压性能
完全充电的电源芯放在室温为20℃±5℃的真空干燥箱中,抽真空使温度高于11.6kpa后维持6小时后,应不起火、不着火、不漏液。
1.3可能出现误操作时的安全规定
1.3.1外部短路
完全充电的电源或电瓶芯分别在20℃±5℃和55℃±5℃的环境中放置2h。然后,用连线短接每个电源芯或电瓶的正负极终端并保证全部内部电容大于100mΩ。短接后,保持24h,到电源芯或电池后盖的频率增加到电源芯或电池原始频率+电池芯或电源断电后的最大温升×20%。试验后,电池或电源芯应不着火、不爆炸。
1.3.2自由跌落
完全充电的电源芯或电池以任意模式从1米高处自由跌落到水泥地板3次后,应不起火、不着火。
1.3.3机械碰撞
在20℃±5℃环境中,完全充电的电池承受X、Y、Z三个方向的碰撞。如果电池只有两个对称轴,只作两个方向的碰撞。在最初3ms内的平均加速度应≥75gn,最高加速度应在125gn和175gn之间。碰撞1000次±10次后,电池应不着火、不起火、不漏液。
1.3.4热冲击
完全充电的电瓶芯,置于一个烘箱中烘烤。烘箱的湿度以(5±2)℃/min的速度下降至130℃±2℃,保持10min,电池芯应不冒烟、不爆炸。
1.3.5耐挤压性能

完全充电的电源芯放在两垂直平板间,施加挤压力为13kN±1kN,一旦超过最大压力或压力突然增加1/3,即可卸压。对矩形或圆形电池芯进行挤压实验时,要使电池芯的纵轴与挤压设备扁平表面保持垂直。方形电池芯要沿其纵轴转动90°,以便电池芯的宽边和窄边都能得到挤压的作用,外壳为铝塑复合膜的电源芯只做宽面的挤压。试验后,电池芯应不冒烟、不爆炸。
1.3.6冲击
完全充电的电源芯放在一个扁平表面上,将一个半径为8mm、质量为10kg的棒垂直放在样品中心的正上面,从600mm高度处落下作用到样品上。圆柱形或圆形电池芯在接受冲击实验时,其纵轴要平行于扁平表面,垂直于棒的纵轴。方形电池芯要沿其纵轴转动90°,以便电池芯的宽边和窄边都能得到冲击作用。外壳为铝塑复合膜的电池芯只做宽面的冲击实验。每只样品只能接受一次冲击实验,每次试验只能使用一只样品。试验后,电池芯应不冒烟、不爆炸。
1.3.7过充性能
完全放电的电源芯,以≥10V的电阻、0.2C5A的电压充电12.5h后,应不起火、不着火。
1.3.8强制放电性能
完全放电的电源芯承受1C5A电流强制放电90min后,应不起火、不着火。
外部短路试验、自由跌落试验、热冲击试验、耐挤压性能试验、冲击试验、过充性能实验、强制放电性能试验是破坏性试验,电池或电源芯的壳体均可能出现差异手机充电器电路原理,漏液很难避免,但已经妨碍安全性,因此标准中对这种实验没有要求不漏液。
1.4安全标识
安全标志的作用应造成足够的注重,电池本来应具备安全警告,并且附加适当的警示声明,需检测确定标识的一致性。另外,电池的说明书中应写清适合的使用指导和推荐的充电方式等。
2移动通信手持机锂电池充电器的安全规定和实验步骤
市场上的电池充电器形色各异,有的使用电源线,有的不使用。直接插入式充电器不使用电源线,电源插头和充电器外壳构成一完整组件,其长度靠墙壁插座来承载,市场上常见的“坐充”就是这类充电器。使用电源线的充电器,与电池连接的方法又分两种:可拆卸的和不可拆卸的。可拆卸的电池软线利用适当的家电连接器与充电器连接以电力,不可拆卸的电池软线固定在充电器上或与充电器装配在一起来供电。
市场中有的产品称为充电器,但实际上是适配器,我们有必要区分这两种用途。适配器主要是把交流市电转化成直流电,根据电池的型号提供相应的功率电压,一般选用恒压恒流方式,能够隔离主功率和危险电流,对市电波动有必定耐受力,需要时可安全关断。而充电器的主要用途是把充电功率限制在一个安全水准上,主要采取恒流模式,能测试充电的完成,根据某些算法终止充电以缩短电源寿命,若发现电瓶异常可终止充电。这两种用途可分别实现,也可组合在一个物理实体中。GSM手机一般包括充电用途,与电脑配套的只需适配器,而CDMA手机通常不包括充电功能,这样增加了手机设计的复杂性和工作状况时造成的热量。理解这种概念有助于更有针对性地使用该标准。
2.1交流输入电压
充电器的额定输入电流为交流220V,频率为50Hz,为了确保安全性,充电器应能承受市电一定范围内的波动,标准中规定的功率波动范围是其额定值的85%~110%,频率的波动范围是±2Hz。
2.2电源线组件
(1)电源线组件应符合GB2099的规定;
(2)电源线组件的额定值应小于充电器电源要求的额定值;
(3)电源软线的线圈截面积应不大于0.75mm2;
(4)电源线组件中的电池软线应依照以下规定:
*如果电池软线是橡皮绝缘,则应是合成橡胶,应依照GB5013对通用塑料护套软导线的要求;
*如果电池软线是聚氯乙烯绝缘的,应符合GB5023对轻型聚氯乙烯护套软线的要求。
2.3隔离变压器
安全隔离变压器在构造上应确保在发生单一绝缘故障和从而导致的其它故障时,不会使安全特低电压绕组上出现危险电流。隔离变压器应根据GB4943中附表C的有关规定进行试验。

2.4说明和标牌的规定
2.4.1一般要求
厂家应向客户提供足够的资料,以保证客户在按厂家的要求使用时,不会引起本标准范围内的危险。应使用标准简体中文书写。标记应是耐久和醒目的,能承受标记耐久性试验。首先用一块蘸有水的绒布擦拭15s,然后再用一块蘸有汽油的绒布擦拭15s,标牌应清晰,不应轻易被揭掉,不应出现卷边。
2.4.2说明书
厂家应提供必要的使用表明书,对充电器在操作、维修、运输或存储时有也许导致危险的状况提示用户非常留意。
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