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你好。
手機充電器是實際是將220V交流電,透過變壓器等轉換為6V,5V等直流電,然後輸出提供給手機內的電源管理模組,由模組來控制相電池充電到4.2V後停止。
USB充電則是直接將USB提供的正5V電壓取出提供給手機電源管理模組,省去了充電器的電源變換電路。
usb充電檢測可透過在D+,D-上增加硬體檢測電路,充電檢測是透過偵測充電器插入訊號識別的。
簡單來說,充電器充當一個轉換器,將220V的交流電轉化成4,5V的直流電,提供電池的鋰離子定向迴流,達到充電的效果。值得一提就是現在的充電器都會有充電保護功能,手機滿電了就充不進去,不會損傷電池。但為了安全著想,儘量不要長時間充電。
手機充電器是怎樣工作的?
答;手機充電器實際上就是一個自激式小功率開關電源。這裡用一個方便理解的電路圖來說,見下圖所示。
工作原理電路圖分析:
上圖電路屬於自勵、反激式、變壓器耦合式、PWM開關電源。
電源變換過程:交流220V經過一個半波整流二極體整流→再經過C1(電解電容器)→濾波變成300V直流(DC)→再經過自激三極體將直流轉換為交流(AC,高頻)→直流(DC,輸出);電路由整流、振盪、穩壓、保護四大系統組成。
上圖中的F1 (1Ω)是一隻保護電阻,它主要用於短路保護的作用,用了一隻二極體D1完成半波整流作用;當電源接通後,濾波電容C1上會有直流300V的電壓,透過電阻R2給Q1(振盪三極體)的基極提供電流,Q1的發射極串聯有R1作為電流檢測取樣電阻, Q1基極得電後,會經過T1的(③、④)產生集電極電流,並同時在高頻變壓器T1的(⑤、⑥) (①、②)上產生感應電動勢,這是兩個次級絕緣與匝數相同的線圈,其中T1 ( ①、② )輸出由D7(1N5819)整流、C5(220uf)濾波後透過USB座給負載供電;其中T1 (⑤、⑥)經D6(1N4148)整流、C2(22uf)濾波後透過IC1 (實為4.3V穩壓管)、Q2組成取樣比較電路,檢測輸出電壓高低;其中高頻變壓器T1(⑤、⑥)、C3、R4還組成Q1三極體的正反饋電路,讓Q1工作在高頻振盪,不停的給高頻變壓器T1 (③、④)自激開關三極體供電。當負載變輕或者電源電壓變高等任何原因導致輸出電壓升高時,高頻變壓器T1 (⑤、⑥)、IC1取樣比較導致Q2導通,三極體Q1基極電流減小,集電極電流減小,負載能力變小,從而導致輸出電壓降低;當輸出電壓降低後,Q2取樣後又會截止,Q1的負載能力變強,輸出電壓又會升高;這樣起到自動穩壓作用。
上圖5V-USB手機充電電路雖然簡單,所用的電子元器件不多,但是它裡面還包含著有過流、過載、短路保護功能。當負載過載或者短路時, Q1的集電極電流大增,而Q1的發射極電阻R1會產生較高的壓降,這個過載或者短路產生的高電壓會經過R3讓Q2飽和導通,從而讓Q1截止停止輸出防止過載損壞。因此,改變R1的大小,可以改變負載能力,如果要求輸出電流小,例如只需要輸出5V100mA,可以將R1阻值改大。當然,如果需要輸出5V500mA的話,就需要將R1適當改小。
知足常樂2019.3.18日於上海