手机充电器电路原理与使用（1）

手机充电器电路原理与使用（1）

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现代家庭中的手机、平板电脑、数码相机、播放器、电子血压计等电子产品都配有电源适配器和充电器。 清除其名称和额定电气参数。 电源适配器（英文）将交流市电转换成用电设备所需的直流稳定电压，其间没有蓄电，可以理解为直流稳压电源。 充电器（英文）除了适配器功能外，还包括恒流、恒压、涓流等控制电路，以满足电池的充电特性。 一般来说，它可以直接给电池充电，不需要经过任何中间设备和装置。 目前，GSM手机通常都带有充电功能，手机只需要一个电源适配器即可。 CDMA手机往往不具备充电功能，需要手机充电器与之配套。 市面上的手机充电器种类繁多，其电路结构基本相似。 本文以华为HW-电路为例，介绍反激式转换器的典型应用。 电路原理简述如下，供参考。

电路组成

充电器核心部分采用飞兆先进的高频初级侧反馈（PSR）PWM控制器，具有多种功能：⑴采用专有的初级侧调节（PSR）技术，输出电流只能使用转换器的信息原边由内部补偿电路精确估算和控制，消除了输出电流感测损耗，无需外部电流控制电路： (2) 提供完整的自我保护功能，包括输出短路、过压和过温保护等。电池内部结构框图及外围元器件如图①所示。 整个图由三部分组成：输入电路、输出电路和充电控制电路。

⒈输入电路

市电通过熔断器F1和电感L1提供给桥堆DB1的交流输入端，全波整流输出通过电感L3和电容C1、C2组成的π型滤波器送至得到100-300V的直流电压UH，加到脉冲变压器T1的初级绕组N1和场效应开关Q1的漏极，与辅助绕组N2组成PWM反馈控制电路。 其中，二极管D3、电阻R2、R3、电容C5构成高压吸收电路（或钳位电路）。 当反馈变换器中的开关管Q1关断时，由于变压器的漏感，Q1上会产生一个高压尖峰。 这种过大的电压可能会导致雪崩击穿并导致 Q1 失效。 因此，当漏极电压达到安全值时，就会接入钳位二极管来限制漏极电压。 电感线圈L1防止共模干扰信号进入。 变阻器 DR1 可防止雷击等浪涌电压可能造成的损坏。 L2 磁阻抑制差模干扰。

☉ 输出电路

开关管Q1的通断控制T1初级绕组N1中电流的通断，在脉冲变压器T1中形成交变磁场，随即在输出绕组N3中产生互感电压，该电压经肖特基二极管D4半波整流，经电容C3、C4滤波后，在USB插座输出稳定的5.0V@2.0A直流电压。 图中R14为输出端内部负载电阻。 断开外部负载时，保证0.4mA的空载电流； ZD1稳压管限制电压输出大于5.6V，保证负载安全； R13和C8构成缓冲器，因为初级N1端被Q1导通时，次级N3端二极管D4两端会出现严重的电压振荡，这是二极管寄生电容与变压器次级N3漏电之间的振荡引起的电感。 为了减小振荡，通常在两极接RC缓冲器。

▌充电控制电路

它是充电控制回路的操作中心。 各引脚的功能如下：

3脚（VDD）为IC电源输入端，外接VDD电容C9，6脚（GND）接地。 VDD由脉冲变压器T1的辅助绕组N2两端电压经二极管D6半波整流、电容C9滤波后提供。 集成电路IC的工作电流和Q1的驱动电流均由该脚提供。 VDD启动和关闭的阈值电压分别为16V和5V，持续工作电压为21V，工作电流为3.5mA，过压保护电平为23V。

Pin 2 (GATE) PWM信号输出端，PWM信号通过R5∥D5连接到Q1的栅极，该脚内部是图腾柱输出驱动器，用于驱动功率MOS场效应管Q1 . PWM输出电压低电平1.5V左右，高电平5V。 其中，R5为保护输出驱动的栅极限流电阻； D5 加速 Q1 栅极电容的放电。

引脚 8 (HV) 高压使能输入。 高压HV通过限流电阻R4接到IC的8脚，为反馈开关管Q1的栅极提供启动电压。 在上电启动期间，内部启动电路被启用。 电压 HV 通过 R4 和 IC 内部 FET 电流源链路对 VDD 保持电容 C9 充电。 当 VDD 电压达到启动阈值电压时，内部 HV 启动电路被禁用，防止充电电流 IHV 流入 HV 引脚。 并启动PWM开关，从2脚输出PWM电压，驱动Q1进入工作状态。 当高压启动电路被禁用时，存储在 C9 中的能量应该为 IC 提供工作电流，直到变压器辅助绕组电压达到其标称值。 因此，C9的容量必须足够大，以防止VDD在电源从辅助绕组输出之前下降到关断阈值电压。

引脚 5 (VS) 电压反馈输入。 辅助绕组N2的输出电压（UN2）接分压电阻R10、R12，在R12两端得到合适的反馈电压接VS脚。 此引脚检测恒压 (CV) 和恒压的输出电压信息和放电时间。 流 (CC) 调节。 C7 绕过开关噪声。

引脚 1 (CS) 电流反馈输入。 该引脚通过隔离电阻R3与开关管Q1的源极电阻R6∥R7相连，用于检测恒压(CV)调节中峰值电流模式控制Q1的IDS电流，并输出到恒流调节电流调节。

引脚 4 (COMR) 电缆补偿端子。 在该脚与地之间接电容C6和电阻R9，（R9的阻值根据不同的输出线路压降选择）补偿恒压稳压时输出线损引起的压降。 当手机用充电器充电时，由于电池位于电缆的末端，因此电缆两端的电压通常会下降几个百分点，从而导致实际电池电压较低。 通过内置电缆压降补偿，它能够在恒压模式下在整个负载范围内在电缆末端提供恒定的输出电压。 随着负载的增加，两端的电压通过增加稳压误差放大器的参考电压来补偿。 补偿前后典型的输出UI特性如图②所示。

（苏州 赵仲仁）