手機(jī)充電器電路原理與使用 |
在現(xiàn)代家庭中手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、播放機(jī)和電子血壓計(jì)等電子產(chǎn)品,都配有電源適配器和手機(jī)充電器,兩者外形規(guī)格相似,混放在一起極易用錯,使用時務(wù)必認(rèn)清其名稱和額定電氣參數(shù)。電源適配器(英文Adapter)把交流市電變換為用電設(shè)備所需的直流穩(wěn)定電壓,其間不存在電量的存儲,可理解為直流穩(wěn)壓電源。而充電器(英文Charger)具有適配器功能外,內(nèi)部還包括了恒流、恒壓、涓流等滿足電池充電特性的控制電路,一般可給電池直接充電,不必通過任何中介設(shè)備和裝置。目前GSM手機(jī)通常包含充電功能,與手機(jī)配套的只需電源適配器。CDMA手機(jī)往往不含充電功能,需備手機(jī)充電器與其配套。市場上手機(jī)充電器種類繁多,其電路結(jié)構(gòu)基本類同,本文例舉華為HW-05200C3W充電器電路,借此介紹FAN104W反激式轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用,電路原理簡要說明如下,充電器廠家供參考。 電路組成 該充電器核心部件選用了飛兆公司先進(jìn)的高頻原邊反饋(PSR)PWM控制器FAN104W,它具有多種功能:⑴使用專有的初級端調(diào)節(jié)(PSR)技術(shù),輸出電流可以只利用轉(zhuǎn)換器初級端的信息進(jìn)行精確估算,并通過一個內(nèi)部補(bǔ)償電路進(jìn)行控制,這樣消除了輸出電流感測損耗,省去了外部電流埪制電路:⑵提供了完善的自我保護(hù)功能,包括輸出短路、過壓和過溫保護(hù)等。FAN104W的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖其外接元器件示于圖①中,5V1A充電器整圖由輸入回路、輸出回路和充電控制回路三部分組成。 ⒈12V電源適配器輸入回路 市電經(jīng)過熔斷絲F1和電感L1加到橋堆DB1的AC輸入端,全波整流輸出通過由電感L3電容C1、C2組成的π型濾波器,獲得100~300V的直流電壓UH,加到脈沖變壓器T1的初級繞組N1和場效應(yīng)開關(guān)管Q1漏極,與輔助繞組N2組成PWM反饋控制電路。其中二極管D3、電阻R2、R3、和電容C5構(gòu)成一個高壓吸收電路(或稱箝位電路)。當(dāng)反饋式轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)管Q1關(guān)斷時,Q1上會因變壓器漏電感而產(chǎn)生高壓尖峰,這種過大的電壓可能導(dǎo)致雪崩擊穿,致使Q1出現(xiàn)故障。所以要求漏極電壓到達(dá)安全值時箝位二極管將接通,以限制漏極電壓。電感線圈L1防止共模干擾信號竄入。壓敏電阻DR1防止雷擊等浪湧電壓可能造成的損壞。L2磁阻抑止差模干擾。 ⒉12V電源適配器輸出回路 開關(guān)管Q1的通斷,控制了T1初級繞組N1中電流的通斷,在脈沖變壓器T1中形成交變磁場,立即在輸出繞組N3中產(chǎn)生互感電壓,這個電壓經(jīng)過肖特基二極管D4半波整流和電容C3、C4濾波后,在USB插口輸出5.0V @2.0A穩(wěn)定的直流電壓。圖中R14為輸出端的內(nèi)部負(fù)載電阻,在外部負(fù)載斷開時,保證有0.4mA的空載電流;ZD1穩(wěn)壓管限止大于5.6V電壓輸出,確保負(fù)載安全;R13、C8構(gòu)成緩沖器,因?yàn)槌跫塏1端在Q1導(dǎo)通時,在次級N3端二極管D4兩端發(fā)生嚴(yán)重的電壓振蕩,這是由二極管寄生電容與變壓器次級N3漏感之間的振蕩造成的,為了減小振蕩,通常在二極上并接RC緩沖器。 ⒊12V電源適配器充電控制回路 FAN104W是充電控制回路的運(yùn)作中心,各引腳功能如下: 引腳3(VDD)是IC的電源輸入端,連接至外部VDD電容C9上,6腳(GND)接地。VDD是由脈沖變壓噐T1輔助繞組N2兩端電壓經(jīng)二極管D6半波整流和電容C9濾波后供給,集成電路IC的工作電流和Q1驅(qū)動電流都由此引腳提供。VDD啟動和關(guān)斷的閥值電壓分別為16V和5V,連續(xù)工作電壓21V,工作電流3.5mA,過壓保護(hù)電平為23V。 引腳2(GATE)PWM信號輸出端,PWM信號經(jīng)R5∥D5接到Q1的柵極,該腳內(nèi)部為圖騰柱輸出驅(qū)動器,用來驅(qū)動功率MOS場效應(yīng)管Q1。PWM輸出電壓的低電平約1.5V,高電平5V。其中R5為柵極限流電阻,保護(hù)輸出驅(qū)動器;D5加速Q(mào)1柵極電容放電。 引腳8(HV)高壓啟動輸入端。高壓HV經(jīng)過限流電阻R4接到IC的8腳,為反饋式開關(guān)管Q1柵極提供啟動電壓。上電啟動期間,內(nèi)部啟動電路啟用。電壓HV通過R4和IC內(nèi)部FET電流源鏈路對VDD保持電容C9進(jìn)行充電,當(dāng)VDD電壓達(dá)到啟動閥值電壓時,內(nèi)部HV啟動電路被禁用,阻止充電電流IHV流入HV引腳。并啟動PWM開關(guān),從2腳輸出PWM電壓,驅(qū)動Q1進(jìn)入工作狀態(tài)。HV啟動電路禁用后,C9中存儲的能量應(yīng)為IC提供工作電流,直至變壓器輔助繞組電壓達(dá)到標(biāo)稱值。因此C9容量必須足夠大,以便在功率從輔助繞組輸出之前阻止VDD下降至關(guān)斷閥值電壓。 引腳5(VS)電壓反饋輸入端。輔助繞組N2輸出電壓(UN2)接分壓電阻R10和R12,在R12兩端取得合適的反饋電壓接入VS腳,該引腳檢測輸出電壓信息和放電時間,以便進(jìn)行恒壓(CV)和恒流(CC)調(diào)節(jié)。C7旁通開關(guān)噪聲。 引腳1(CS)電流反饋輸入端。該引腳經(jīng)隔離電阻R3接到開關(guān)管Q1的源極電阻R6∥R7上,用于檢測在恒壓(CV)調(diào)節(jié)中進(jìn)行峰值電流模式控制Q1的IDS電流,并在恒流調(diào)節(jié)中進(jìn)行輸出電流調(diào)節(jié)。 引腳4(COMR)電纜補(bǔ)償端。在該引腳和地之間連接電容C6和電阻R9,(拫據(jù)不同的輸出線壓降選擇R9的電阻值)用于補(bǔ)償恒壓調(diào)節(jié)中因輸出電纜損耗而導(dǎo)致的電壓降。由于手機(jī)用充電器充電時,電池位于電纜末端,通常在電纜上有幾個百分點(diǎn)的降壓,導(dǎo)致實(shí)際電池電壓降低。FAN104W具有內(nèi)置電纜壓降補(bǔ)償功能,能夠在恒壓模式下整個負(fù)載范圍內(nèi),在電纜末端提供恒定的輸出電壓。跟隨負(fù)載增大,12V電源適配器通過增加電壓調(diào)節(jié)誤差放大器的基準(zhǔn)電壓來補(bǔ)償兩端的電壓。補(bǔ)償前后典型的輸出U-I特性如圖②所示。 文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除。 |
| 發(fā)布時間:2017.12.28 來源:電源適配器 |
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