
手机(或其他小电器)充电器多如牛毛,不同厂家的电路结构大不同样,随着技术的进步新技术、新元件的发生又减少了同款的充电器,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。但有一款非常现代也相当简单、很容易看懂电路图、容易查找故障的分立器件充电器,可成为经典教材进行研究,笔者使用这款充电器已有两年之久,由于当时大电流的快充的出现,现在终于不用它了,只将其成为一种研究对象进行探讨,今天就将此分享给你们。
电路原理图见图示:

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、输入滤波、滤波电路:由继电器VD1、电解电容器C1组成,属于半波整流电路,输出脉动直流电流,峰值功率311v,经电容滤波达到300v左右的直流电流。VD1为1N4007这个二极管使用非常普遍,最大整流电流1A,最大反向电阻1000v;电解电容器的铁损要大于300v;
三、振荡电路:由R2、VT1、L1、L2、、R5组成,如果没有L2、、R5反馈支路的存在,三极管VT1过着一种平淡的田园生活,它借助偏置电压R2提供合适的应力,形成了大概的放大电路,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,于是产生了振荡电路,由于电阻的存在造成该振荡电路产生的振荡是间歇振荡,不是正弦波;

起振过程:电路接通时,启动电容R2为电路提供偏压电流,于是VT1的集电极就有电压Ic通过Ic,当集电极线圈L1电流出现变化时(0→增加),就会造成自感电动势,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、R5、三极管VT1的发射结构建了回路进行充电,于是继电器VT1的发射结电阻Ube在以前偏流的基础上又提高了一个附加电流,Ib增加,Ic随之降低,相应L2互感电动势进一步提高,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。
但是这些减少不会无限制的提升,因为电容的充电性质是这么的:接通瞬间相当于短路,之后逐渐下降,充电电压急剧减少,于是电容C2两端的电流大幅下降,极性右+左-,这个日益增高的电压对正反馈形成了制约,所谓“带出徒弟饿死师父”,当超过一定值时,其负值电压与继电器VT1的发射结偏置电流极性相反,使Ube逐渐减少,减小到0.5v时,三极管就截止了。
截止时此时电阻的功率超过最大,充电电压为零,它不会因之而消停,只要有机会都会放电。它的负电流为电池功率对其充电创造了条件,于是电源功率经过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,使其电流左+右-,并且逐渐下降,当升高达到0.5v时,于是继电器又具备了导通条件,新一轮的振荡又开始了,如此周而复始的进行着。
从以下预测可知三极管VT1起到了插头作用,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L3两端形成上+下-的互感电动势,有电能输出,经三极管整流、滤波之后产生输出直流;VD7、R6为输出指示电路;只有截止时就会有输出手机充电器电路原理,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在插头三极管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,则左端电位-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。当电流增高时,电容C3电压增高,即下端电位高于-6v,而VD4两端阻值不变,于是左端电位被拉低,低于0.2v,拉低了继电器VT1的栅极电位,使其饱和时间延长手机充电器电路原理,达到了稳压目的。

五、保护电路
短路保护:由输入端保护电流R1实现,但电池发生严重的漏电故障时,R1会自我牺牲,切断电路导致进一步的受损;
.R3、C2、VD2为尖峰吸收电路,用于保护三极管VT1.我们了解,三极管在截止瞬间,会造成一个下+上-的自感电动势,与电池内阻叠加后达到1000v,远远超出了继电器的最大反向电阻,通过这个电路,可以对这部分电能产生回路,进行传递,同时积聚的过程中,形成差异的电流,可以将能量耦合到L3;
过流保护:R4为取样电压,当继电器VT1的电压减小时,三极管VT1发射极电压升高,使继电器VT2导通,拉低了VT1的电平电压,使其饱和时间延长,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,故选用不同的晶闸管,高频的使用快恢复二极管。变压器选用高频变压器。
这种电路作为小容量负载使用没问题,且电路构架简单,体积较小,但它的保护不够完善,充电电压较小,功率较小,因此目前尚未不多见了,但作为开关电源分析电路,还是很有研究价值的。
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