诺基亚USB手机充电AC-8C
中山市技师学院  葛中海
夏雨和张一山图3-13所示赛尔康技术(研究生自我鉴定范文深圳有限公司为诺基亚制造USB手机充电器AC-8C。产品规格:输入AC100240V,50Hz-60Hz&150mA;输出5V@600mA。
 
   
3-13  诺基亚USB手机充电器AC-8C
图3-14所示为诺基亚USB手机充电器AC-8C电路原理图由于充电器的输出功率较小、体积小,所以没有设置共模干扰抑制电路。市电经保险(也叫熔断电阻,兼具电阻和保险丝的双重功能)输入D5~D8桥式整流、电影娱乐组成型滤波电路;滤波后的电压变压器M1初级绕组加到开关管T2(13003G)的集电极是磁阻,抑制差模干扰。
3-14  诺基亚USB手机充电器AC-8C电路原理图
满载,AC110V输入整流滤波后的直流平均电压约为160V如图3-15所示若是AC220V输入,则整流滤波后的直流平均电压为AC110V输入的2倍。
3-15  AC110V输入整流滤波电压波形
1.工作原理
学期评语
初始上电时,电阻T2提供启动电流,一旦启动工作,断开系统仍能自激振荡,但断电后不能重新启动,故启动电阻
T2导通时,集电极电流由零开始上升,主绕组(1-4)电感励磁储能,感应电压上正下负。根据变压器同名端可知,辅助绕组(2-3)感应正极性电压,经阻容振荡电路()加到T2基极、加速其导通饱和;次级侧,二极管D51截止T2截止时,变压器绕组极性反转,辅助绕组形成使T2基极电流减小的正反馈、加速其截止放电以准备进入下一个振荡周期;次级侧,二极管D51导通,变压器次级释放能量供给负载
3-14中,充电时间设定了T2导通的最大脉冲宽度。实际上,在开关电源中,所谓开关管的饱和并非指手册上规定的集电极饱和电流,而是电容充电临近结束时,使加到开关管基极的正反馈电流减小,开关管达到<的状态。也就是说,这种饱和是限制下的饱和,使开关管的减小,通过正反馈转入截止状态。
辅助绕组电压上负下正时,由D2整流滤波给光耦中的光电晶体管提供电源;当光耦中的光电二极管发光增强,光电晶体管导通电流增大,经电阻加到脉宽调制管T1的基极,分流开关管T2的基极电流,促使其提前导通,占空比减小,输出电压降低。
次级侧,二极管D51整流、滤波的电压一路经给光耦(IC51)中的光电二极管供电;二路经稳压二极管D83D84与并联电阻返回;三路经输出供给手机或充电宝充电。充电电流的路径:二极管D51→负载→GND2GND1(返回次级)
2.稳压输出
一般来说,刚充电时电流较大,并联电阻的压降较大,经电阻使T51导通。此时,光耦中的光电二极管受T51控制,发光最强。因此,光耦中的光电晶体管发射极输出电压最高,反馈控制作用也最强。此时,次级整流输出电压,即电容两端电压最高,等于稳压二极管D83D84两端的电压与的压降之和。图3-14所示原理图标注的几个电压数值就是这种工作状态下测得的,可见充电电流可达690mA(=69mV/=69mV/0.1Ω)。
电池充电后期所需电流减小,并联电阻的压降减小,可能不足以使T51导通,此时,次级整流输出电压,即电容两端电压最高随充电电流而变化,仍然等于稳压二极管D83D84两端的电压与的压降之和。
无论负载状况如何,稳压二极管D83D84两端的电压均由D82TL431)决定。根据TL431的工作原理,该电压为
=2.5=5V
徐静蕾 王朔虽与并联(太小),但阻值太大,可忽略不计(去掉该元件对工作无影响)。串联后并联于TL431的R和K之间,用于频率补偿。
由于手机电池及充电宝都不是恒压负载,当其电压低时(比如,电用完时为3.7V)充电电流大,电压高时(比如,即将充满时为4.2V),充电电流小。因此,在稳压输出电路中串联一只阻值很小的电阻大电流时压降大,电池内部充电管理电路模块两端的电压低,有利于减小其功耗;电池电压升高后小电流充电,此时压降小,有利于对电池充电。
3.过流保护
过流检测电阻是一个非常关键的元件,两端电压与开关管T2发射极电流成正比。当两端电压超过T1发射极死区电压时,T1开始导通、分流T2基极电流。比如,若由于某种原因导致反馈失效,开关管T2导通时间过长、电流过大。T2的发射极输出电流约300mA时在上的压降约为0.66V(=300mA2.2Ω),该电压经低通滤波使T1导通,分流开关管T2传奇私服看不到装备的基极电流,抑制开关管T2输出电流进一步增大。
4.温度补偿
由前述原理分析可知,T51在大电流充电时起控。可以想象,大电流充电时变压器、开关管T2和整流二极管D51都会发出较多热量,若环境温度也高,热量不易散失,则密封塑料壳中的充电器所有元器件都要受到温升的影响,其中,影响最为严重的元件是处于放大状态的晶体管T51
晶体管发射结具有负温度特性,温度升高发射结特性曲线左移;同样的基极电流55℃时的发射结压降小于25℃时的发射结压降,如图3-16所示。因此,就会出现这样的工作情形:开始大充电时并联电阻的压降较高,经电阻使T51导通。充电一段时间以后,充电器内部温度升高,由于晶体管发射结的负温度特性,并联电阻的压降降低。若在T51发射结并联负温度系数的电阻,可以弥补这种缺陷。
3-16  晶体管发射结特性曲线的温度特性
原理图中NTC51是负温度系数的电阻,常温下约1.75kΩ,与固定电阻串联,构成T51基极电流的分流支路。当温度升高时T51发射结电压降低,NTC51的阻值减小,分流更多的电流,压降增大,的压降基本不变,保持充电电流不因温升而减小。
笔者做了2个实验印证:第一个实验是用电烙铁烫T51,由于晶体管发射结的负温度特性,其减小,的压降随之降低,可见T51温升导致充电电流减小。第二个实验是用电烙铁烫NTC51,由于T51发射结压降基本不变,温升导致NTC51阻值减小、所在支路分流增大,的压降增大,所以,的压降升高,可见NTC51温升导致充电电流增大。若T51、NTC51温度同升同降,负温度特性作用正好能相互抵消,则充电电流可以不随温度而变化。