手机充电器一般要求与电路原理图分析

手机充电器一般要求与电路原理图分析

1、简单原理分析

要分析电源，我们通常从输入开始。 220V交流输入，一端经4007半波整流，另一端经10欧电阻后经10uF电容滤波。 这个 10 欧姆电阻用于保护。 如果后面出现故障导致过流，电阻会被烧断，避免造成更大的故障。 右边的4007、电容和82KΩ电阻组成高压吸收电路。 当开关管13003关断时，它负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压对开关管13003施加击穿。 13003为开关管（完整名称应为），耐压400V，集电极最大电流1.5A，集电极最大功耗14W，用于控制初级绕组之间的通断和电源。 当初级绕组连续通断时，开关变压器中会形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。 由于图中没有标注同名绕组的一端，只能推断输出部分没有续流管和储能电感，推断为反激电路。

左端510KΩ为启动电阻，为开关管提供启动的基极电流。 13003下面的10Ω电阻是电流采样电阻，电流采样后变成电压（其值为10*I），这个电压经过二极管4148后加到三极管C945的基极。采样电压大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管C945导通，从而拉低开关管13003的基极电压，从而减小集电极电流，从而限制了开关管的电流，防止电流过大而烧毁（其实这是一种恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右）。

变压器左下方绕组（采样绕组）的感应电压，经整流二极管4148整流，经22uF电容滤波，形成采样电压。 为了分析方便，我们将三极管C945的发射极端作为地。 则采样电压为负（约-4V），输出电压越高，采样电压越负。 采样电压通过6.2V齐纳二极管后加到开关管13003的基极。 如前所述，当输出电压更高时，采样电压变得更负。 当负到一定程度时，6.2V齐纳二极管被击穿，从而拉低开关管13003的基极电位，使开关管断开或延迟开关管的导通控制能量输入变压器，也控制输出电压的升高，实现稳定输出电压的功能。

下方1KΩ电阻和电容串联为正反馈支路，将采样绕组感应电压加到开关管基极，维持振荡。 右边的次级绕组就不多说了。 经二极管RF93整流，经220uF电容滤波，输出6V电压。 我没有找到关于二极管RF93的信息。 估计是快恢复管，比如肖特基二极管。 因为开关电源的工作频率比较高，所以需要有工作频率的二极管。 这里可以使用普通的、相等的肖特基二极管代替。

同样因为频率高，变压器也必须使用高频开关变压器。 磁芯一般采用高电阻率的高频铁氧体磁芯，以减少涡流。

2、移动通信手机锂电池安全要求及测试方法

1.1 一般要求

本标准对电池的电路和结构设计提出了一些建议，希望制造商在电池的设计过程中能够充分考虑电池的安全性。

1.1.1 绝缘与接线

常见的电池外壳都是非金属的，但有些电池也使用金属外壳。 后一种情况，电池电极端子与电池金属外壳之间的绝缘电阻应大于5M&O1527； 在 500V 直流电压下测量时，除非电池的电极端子与电池的金属外壳相通。

手机电池不是电芯的简单组合。 除了电芯外，还有保护电路和控制电路。 内部布线和绝缘应完全满足预期的最大电流、电压和温度要求。 接线布置应保证端子之间有足够的间隙和绝缘穿透距离，内部连接的整体性能应充分满足可能发生误操作时的安全要求。

1.1.2 发布

放气意味着电池或电池内部的过大压力在安全阀处释放，以防止其破裂或爆炸。 该标准要求电池或电芯在内部压力过高到一定限度时，能够以一定的速率释放压力，以防止电池破裂、爆炸和自燃。 如果电池的电池被封装在外壳中，则封装的形式和方法应确保在正常操作期间电池不会导致电池过热，也不会限制内部压力的释放。 1.1.3 温度/电流管理

电池在充电过程中，电池内部电路和充电器都会发热。 如果散热不好，热量积聚会影响电池正常的化学反应过程，导致电池热失效。 因此，电池的设计应防止电池温度异常升高。 必要时，电池的充电和放电应设置一个安全的电流限制，以防止过大的电流产生过多的热量。 1.1.4 端子连接

电池外壳应清楚地标明端子的极性。 端子的尺寸和形状应能够承载预期的最大电流。 外部端接表面应为具有良好机械性能和耐腐蚀性的导电材料。 端子的设计应尽量避免发生短路。

1.1.5 电芯组装成电芯

电芯与组装电池的容量应紧密匹配，组装在同一电池中的电芯应具有相同的结构、相同的化学成分，并由同一厂家生产。 不同厂家生产的电芯在电解液和电极材料方面都会有所不同。 该规定的目的是为了保证同一电池中组装的电池单体的一致性，防止电池单体落后导致电池整体技术指标和安全性能下降。 衰退。

1.2 正常使用的安全要求

考虑到测试的一致性和各电池测试结果的可比性，测试中使用的电芯或电芯的生产日期应在3个月以内，但并不意味着电池的安全性能会下降3个月后。 正常测试在20℃±5℃的环境温度下进行。

1.2.1 持续低倍率充电

充满电的电池芯以0.01C5A的额定低倍率电流连续充电28天后，不应着火、爆炸或漏液。

1.2.2 振动

使用充满电的电芯或电池进行X、Y、Z三个方向的振动测试，振动源单振幅0.76mm（双振幅1.52mm），频率变化率1Hz/min，频率范围10Hz～55Hz，往返振动90min±5min后，电池不应着火、爆炸或漏液。

1.2.3 高温性能

将充满电的电池放入70℃±2℃的恒温箱中7小时，取出置于室温下，检查外观。 外壳不应变形或变形不会导致电池内部元器件外露。

1.2.4 温度循环

将充满电的电池或电芯放入强制调温的恒温箱中，按以下程序从-20℃到+75℃进行温度循环：

(1)在30分钟内将培养箱温度升至75℃±2℃，并在此温度下保持4小时；

(2)在30分钟内将培养箱温度降至20℃±5℃，并在此温度下保持2小时；

(3)在30分钟内将培养箱温度降至-20℃±2℃，并在此温度下保持4小时；

(4)在30分钟内将培养箱温度升至20℃±5℃，并在此温度下保持2小时；

(5) 重复步骤1-4 4个循环；

(6)第5次循环完成后，电池在检查前应存放2小时，并应符合相关要求。

试验可在强制调温的培养箱中进行，也可在3个不同温度的培养箱之间进行。 试验后，电池或电池组不应着火、爆炸或泄漏。

1.2.5 低电压性能

将充满电的电芯放入温度为20℃±5℃的真空干燥箱中，抽真空至气压小于11.6kpa，放置6小时。 应不起火、不爆炸、不泄漏。

1.3 可能发生误操作时的安全要求

1.3.1 外部短路

将充满电的电池或电芯分别放置在 20°C±5°C 和 55°C±5°C 的环境中 2 小时。 然后用导线短接每个电芯或电池组的正负极，确保总外阻小于100mΩ。 短路后保持24小时，直至电芯或电池外壳温度降至电芯或电池原温度+短路后电芯或电池最大温升×20%。 测试后，电池或电池芯不应着火或爆炸。

1.3.2 自由落体

充满电的电芯或电池从1米高处以任何方式自由跌落至水泥地面3次后，不应着火或爆炸。

1.3.3 机械碰撞

在20°C±5°C的环境中，充满电的电池在X、Y、Z方向受到碰撞。 如果电池只有两个对称轴，则只在两个方向发生碰撞。 前3ms平均加速度应≥75gn，最高加速度应在125gn至175gn之间。 1000次碰撞±10次后，电池不应起火、爆炸或漏液。

1.3.4 热冲击

充满电的电池在烤箱中加热。 烘箱温度以(5±2)℃/min的速率升温至130℃±2℃，保温10分钟。 电芯不应着火或爆炸。

1.3.5 抗挤压性

将充满电的电芯置于两平行板之间，压紧力为13kN±1kN。 一旦达到最大压力或压力突然下降1/3，即可卸压。 对圆形或方形电池进行挤压测试时，请保持电池的纵轴与挤压设备的平面平行。 方形电芯要沿其纵轴旋转90°，这样电芯的宽边和窄边都能被挤压，铝塑复合膜外壳的电芯只在宽边被挤压。 测试后，电池单元不应着火或爆炸。

1.3.6 冲击

将充满电的电芯置于平面上，将半径为8mm、质量为10kg的棒垂直放置在试样中心正上方，从600mm高处落下作用于试样。 圆柱形或棱柱形电池进行冲击试验，其纵轴平行于平坦表面并垂直于棒的纵轴。 棱柱形电池绕其纵轴旋转 90°，以便电池的宽边和窄边都受到影响。 铝塑复合膜外壳的电芯仅进行宽面冲击试验。 每个试样只能进行一次冲击试验，每次试验只能使用一个试样。 测试后，电池单元不应着火或爆炸。

1.3.7 过充性能

完全放电的电芯在电压≥10V、电流0.2C5A充电12.5小时后不应起火或爆炸。

1.3.8 强制放电性能

完全放电的电芯在1C5A强制放电90分钟后，不应着火或爆炸。

外部短路测试、自由跌落测试、热冲击测试、抗挤压测试、冲击测试、过充性能测试、强制放电性能测试均为破坏性测试，电池外壳或电芯可能发生变化，漏液困难。 避免了，但尚未影响安全，因此标准中对这些测试没有严密性要求。

1.4 安全标志

应充分重视安全标志的作用，电池本身应有安全警示，并附上适当的警示声明，并有必要核对确认标志的一致性。 此外，应在电池说明书中写明相应的使用说明和推荐的充电方法。

3、移动通信手机用锂电池充电器安全要求及试验方法

市场上有多种电池充电器，有些使用电源线，有些则不使用。 直插式充电器不使用电源线。 电源插头和充电器外壳是一个完整的部件，其重量由墙上插座承担。 市面上常见的“座充”就是这种类型的充电器。 充电器与电源线的连接方式有两种：可拆卸式和不可拆卸式。 可拆卸电源线通过合适的电连接器与充电器连接供电，不可拆卸电源线固定在充电器上或与充电器组装在一起供电。

市场上有些产品称为充电器，但实际上是适配器。 我们有必要区分这两个功能。 适配器主要将交流市电转换为直流电，并根据电池的规格提供相应的电压和电流。 一般采用恒压恒流方式，可以隔离市电电压和危险电压，对市电波动有一定的容忍度。 安全关闭。 充电器的主要功能是将充电电流限制在安全水平。 它主要采用恒流方式，可以检测充电完成，并根据一定的算法终止充电，以延长电池寿命。 如果发现电池异常，可以终止充电。 这两种功能可以单独实现，也可以结合在一个物理实体中。 GSM手机通常都带有充电功能，只需要一个适配器来匹配手机即可，而CDMA手机往往不带有充电功能，这样可以降低手机设计的复杂度和工作时产生的热量。 了解这些概念将帮助您更有目的地使用该标准。

2.1 交流输入电压

充电器额定输入电压为交流220V，频率为50Hz。 为保证安全，充电器应能承受一定范围内的市电波动。 标准要求的电压波动范围为其额定值的85%～110%。 %，频率波动范围为±2Hz。

2.2 电源线组装

(1)电源线组件应满足的要求；

(2)电源线组件的额定值应大于充电器电源要求的额定值；

(3)电源线的导线截面积不应小于0.75mm2；

(4) 电源线组件中的电源线应符合下列要求：

*电源线若采用橡皮绝缘，应为合成橡胶，应符合通用橡套软电缆的要求； *如果电源线是聚氯乙烯绝缘的，则应满足轻型聚氯乙烯护套软电缆的要求。

2.3 隔离变压器

安全隔离变压器的构造应保证在发生单一绝缘故障及由其引起的其他故障时，安全特低压绕组上不会出现危险电压。 隔离变压器应按附录C的有关规定进行试验。

2.4 说明书和标签要求

2.4.1 一般要求

制造商应向用户提供足够的信息，以确保用户在按照制造商的规定使用时不会造成本标准范围内的危害。 它应该用标准的简体中文书写。 标记应持久、醒目，并应经受住标记耐久性测试。 先用棉布蘸水擦拭15秒，再用棉布蘸汽油擦拭15秒。 标签应清晰，不易撕下，无卷边。

2.4.2 手册

制造商应提供必要的使用说明，并提醒用户在使用、维护、运输或存放充电器时特别注意可能导致危险的情况。

2.5 结构设计要求

2.5.1 稳定性

直接插入墙上插座并依靠插脚承载其重量的充电器不应对墙上插座施加过大的压力。 可以通过插座压力测试来检查合规性。 充电器应按正常使用插入没有接地接触的固定插座。 插座可在插座配合面后8mm处绕与管接头中心线相交的水平轴旋转。 必须施加到插座以保持配合面垂直的附加扭矩不应超过 0.25 Nm。

2.5.2 结构细节

电池反接和强行充放电可能会产生危险，因此在设计中应采取防止反接和强行充放电的措施。 一次短路或开路任何保护元件，充放电各2小时，充电器不应着火或爆炸。

2.5.3 防止接触（电击和能量危害）

充电器在正常使用时应防触摸，以防止触电和能量危害。

如果操作人员可以接触到特低电压电路的外部接线的绝缘，则接线应：

* 不会损坏或受到压力； * 不需要操作员联系。 2.5.4 连接接线

(1)使用不可拆卸电源线的充电器，应安装紧固装置：

*导线在连接点处不受力；

*电线外皮不磨损；

*电源线应能经受拉力测试。 电源线应能承受30N的稳定拉力25次。 向最不利的方向施加拉力，每次施加时间为1s。 电源线不应拉断；

* 电源线紧固件应由绝缘材料制成，或由符合附加绝缘要求的绝缘材料制成的套管制成。

(2)进线口护套应安装在电源进线口的开口处，或进线口或套管应有光滑的圆形喇叭口，喇叭口的曲率半径至少应等于连接的最大截面积为外径的 1.5 倍的软线。 电线入口护套应：

*设计用于防止充电器入口处的电源线过度弯曲； *由绝缘材料制成；

* 通过可靠的方法修复；

* 超出充电器入口开口的距离至少是电源线外径的 5 倍，或者对于扁平电源线，至少是电源线部分长边尺寸的 5 倍。

2.6 外壳表面

当用户触摸电池外壳时，其温度不应使用户突然反应并伤害到他。 人体对温度的反应不仅仅是温度的高低，还取决于外壳材料的导电率和热容量。 金属外壳在 60°C 的比值为 70°C 的塑料外壳感觉很热。 UL和IEC的相关标准规定，非金属外壳的温升不得超过50℃，手机电池的外壳大多采用非金属材料。 因此，本标准借鉴该规定，要求如下：充电器额定工作2小时后，测得外壳表面温度变化小于1℃/h，视为温度稳定. 此时外壳表面实测温升应小于50℃。 2.7 输出短路保护

充电器应具有自动短路保护功能。 充电器输出短路，充电器应能自动保护，故障排除后应能自动恢复工作。

2.8 绝缘电阻

在常温条件下，用直流电压为500V的绝缘电阻测试仪测试充电器主电路的初级电路到外壳、次级电路到外壳、初级电路到次级电路。 充电器的绝缘电阻不应低于2MΩ。

2.9 介电强度

使用耐压测试仪对充电器进行耐压测试，绝缘电阻测试完成并符合要求后，必须对充电器进行耐压测试。

一次回路至外壳，一次回路至二次回路应能承受50 Hz，有效值1500 V交流电压（漏电流≤10 mA），二次回路至外壳应能承受50 Hz，500V交流电压有效值（漏电流≤10mA），应无击穿，无飞弧。 试验电压应从小于规定电压值的一半逐渐升高，达到规定电压值时持续1min。

2.10 非正常运行和故障条件下的要求

充电器的设计应尽可能限制因机械或电气过载或故障、异常操作或误用而引起的火灾或电击风险。 变压器过载试验按附录C1的要求进行。 可以模拟以下故障情况：

* 初级电路中的任何组件发生故障；

* 次级电路中的任何组件发生故障。

2.11 材料的可燃性要求

充电器外壳、印制板及元器件所用材料应能将着火危险和火焰蔓延降到最低，为V-2级或更好。 在进行耐热和耐火试验时，V-0级材料可以燃烧或燃烧，但平均持续时间不超过5s，燃烧时释放的燃烧颗粒或燃烧滴不会点燃脱脂棉。 V-1类材料可燃烧或灼热，但平均持续时间不超过25s，燃烧时释放的灼热颗粒或燃烧滴不会使脱脂棉着火。 V-2级材料可燃烧或灼热，但平均持续时间不超过25s，燃烧时释放的灼热颗粒或燃烧滴会引燃脱脂棉。 测试过程中可能会散发出有毒烟雾，并且测试可以在通风橱（如果适用）或通风良好的房间内进行，前提是不存在可能使测试结果无效的气流。

应使用本生灯获得测试火焰。 本生灯管内径为9.5mm±0.5mm，管长从主进风口向上约100mm。 本生灯使用热值约为 37MJ/m3 的燃气。 应调整本生灯的火焰，使本生灯处于垂直位置，关闭进气口时火焰总高度为20mm左右。 火焰顶部应与试样接触，燃烧30s，然后移动火焰停止燃烧60s，然后在同一部位燃烧30s。

试验过程中，第二次撤回试验火焰时，试样继续燃烧不应超过1min，试样不应完全燃烧。

2.12 自由跌落试验

充电器从 1m 高处自由跌落到硬木表面 3 次，表面应无裂纹和其他损坏。

2.13 湿热试验

试验方法按GB/T 2423.9-2001中“试验Cb”的要求进行。 产品无包装，测试严酷等级为：温度40℃±2℃，相对湿度（93±3）%RH，测试时间为2天。 试验后应符合4.7.2的要求。

四。 概括

本标准在制定过程中借鉴了 、 、 、 等相关国际标准，并参照了GB 4943-2001《信息技术设备安全》等标准。 在本标准的制定过程中，遵循了《ISO技术工作指南》中的可验证性原则：即规定的技术要求可以通过试验方法加以论证。 当获得确定的测试结果时，这些条款不包括在标准中。

部分安全测试是针对锂电池和锂电池电芯的，所以本标准对锂电池和锂电池电芯分别进行了定义。 不能仅通过检查输出特性来判断充电器的安全性，因为良好的输出特性不能保证充电器的可靠性，所以本标准规定要检查充电器的整体性能，包括变压器、电源线等元器件. 安全要求和结构设计要求。 充电器应保证在故障情况下不对人身安全构成威胁，故本标准对此作出规定。 充电器除了具备电气保护功能外，还应具备防火功能。 根据同类产品的要求，标准规定防火材料等级为V-2级。