了解手机充电原理

手机充电器实际上是一个低功率开关电源，它将交流220V电压转换为低压直流，以通过内部电子电路为手机充电. 让我们以一个由分立晶体管元件组成的手机充电器电路为例，介绍如何将AC 220V电压转换为DC 5V电压？

▲三极管分立元件手机充电器电路图.

在上图中，输入端的四个整流二极管连接到整流桥（现在，手机充电器通常使用贴片整流桥，例如MB10S，而很少使用1N4007连接到整流桥）. 对220V AC进行整流在对桥式整流和高压电容器C1进行滤波之后，它变为高压DC，用于后续的高频振荡电路. Q1是高反向压力开关管（耐压高达400V）. 高频变压器的管子和初级线圈L1形成高频振荡电路手机充电电路分析，将交流220V整流滤波产生的直流高压转换为高频交流高压. 信号，在通过高频变压器将高频高压信号降压之后，在次级线圈L3两端产生几伏的高频低压电压. 高频电压由二极管D3整流，并由电容器C5滤波，成为不稳定的5V DC电压.

▲手机充电器电路板.

图1中的U1是光电耦合器，其作用是采样输出电压并将其反馈到Q2（Q2通常使用小型功率管，例如2SC945），然后使用Q2控制导通和导通. Q1的关断时间，以确保输出5V电压的稳定性. R1，C2和D1形成高压吸收电路，以防止线圈产生的感应电压损坏Q2. 由于高频变压器的次级输出是高频交流电压，因此二极管D3需要一个肖特基二极管，其正向压降为1N5819，具有良好的高频性能.

手机充电器如何工作？

答案；手机充电器实际上是一种自激式低功率开关电源. 这是一个易于理解的电路图，如下图所示.

工作原理电路图分析:

上面的电路是一个自激，反激，变压器耦合的PWM开关电源.

电源转换过程: 使用半波整流二极管对AC 220V进行整流→然后通过C1（电解电容器）→滤波成为300V DC（DC）→然后通过自激三极管将DC转换为AC（AC，高频）→直流电（DC，输出）;该电路由四个系统组成: 整流，振荡，电压稳定和保护.

上图中的

F1（1Ω）是保护电阻，主要用于短路保护. 二极管D1用于完成半波整流. 当电源打开时，将有一个滤波电容器C1. 300V DC的电压通过电阻R2向Q1（振荡晶体管）的基极提供电流. Q1的发射极与R1串联连接，作为电流检测采样电阻. Q1的基极通电后，将由T1（③，④）集电极电流产生，并在高频变压器T1（⑤，⑥）（①，②）上产生感应电动势，这些是两个具有相同二次绝缘和相同匝数的线圈，并且T1（①，②）的输出经过D7（1N5819）整流，C5（220uf）进行滤波以通过USB插座为负载供电. 其中T1（⑤，⑥）由D6（1N4148）整流，C2（22uf）通过IC1（实际上是4.3V稳压器）滤波，Q2构成采样和比较电路以检测输出电压电平；高频变压器T1（⑤，⑥），C3和R4还形成Q1晶体管的正反馈电路，从而使Q1在高频振荡下工作并不断给予高频变压器T1（③，④）自激切换晶体管电源. 当输出电压由于更轻的负载或更高的电源电压等任何原因而升高时，高频变压器T1（⑤，⑥）和IC1的采样比较导致Q2导通，晶体管Q1的基极电流减小，集电极电流减小. 负载容量变小，导致输出电压降低；当输出电压降低时，采样后Q2将被切断，Q1的负载能力变强，输出电压将升高. 这起到了自动稳压作用.

上图中的5V-USB手机充电电路很简单，使用的电子元件很少，但它还具有过电流，过载和短路保护功能. 当负载过载或短路时，Q1的集电极电流会大大增加，并且Q1的发射极电阻R1将产生更高的电压降. 由过载或短路产生的高压将通过R3饱和并导通Q2，从而使Q1停止输出以防止过载损坏. 因此，改变R1的大小可以改变负载能力. 如果要求输出电流很小，例如，仅需要输出5V100mA，则可以增加R1的电阻. 当然，如果需要输出5V500mA，则需要适当减小R1.

手机充电器实际上是通过变压器等将220V交流电源转换为6V，5V和其他直流电源，然后在手机中提供电源管理模块. 该模块控制相电池充电至4.2V，然后停止.

USB充电是直接取出USB提供的5V正电压，并将其提供给手机电源管理模块，从而省去了充电器的电源转换电路.

可以通过向D +和D-添加硬件检测电路来识别USB充电检测. 通过检测充电器插入信号来识别充电检测.

简而言之，充电器充当转换器，将220V交流电转换为4、5V直流电，并为电池提供锂离子定向回流，以实现充电效果. 值得一提的是，目前的充电器将具有充电保护功能，手机充满电后无法充电，也不会损坏电池. 但是手机充电电路分析，出于安全原因，请尽量不要长时间充电.

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