手机充电器电路原理与使用

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手机充电器电路原理与使用

在现代家庭中手机、平板电脑、数码相机、播放机和电子血压计等电子产品，都配有电源适配器和手机充电器，两者外形规格相似，混放在一起极易用错，使用时务必认清其名称和额定电气参数。电源适配器(英文Adapter)把交流市电变换为用电设备所需的直流稳定电压，其间不存在电量的存储，可理解为直流稳压电源。而充电器(英文Charger)具有适配器功能外，内部还包括了恒流、恒压、涓流等满足电池充电特性的控制电路，一般可给电池直接充电，不必通过任何中介设备和装置。目前GSM手机通常包含充电功能，与手机配套的只需电源适配器。CDMA手机往往不含充电功能，需备手机充电器与其配套。市场上手机充电器种类繁多，其电路结构基本类同，本文例举华为HW-05200C3W充电器电路，借此介绍FAN104W反激式转换器的典型应用，电路原理简要说明如下，充电器厂家供参考。
电路组成
该充电器核心部件选用了飞兆公司先进的高频原边反馈(PSR)PWM控制器FAN104W，它具有多种功能：⑴使用专有的初级端调节(PSR)技术，输出电流可以只利用转换器初级端的信息进行精确估算，并通过一个内部补偿电路进行控制，这样消除了输出电流感测损耗，省去了外部电流埪制电路：⑵提供了完善的自我保护功能，包括输出短路、过压和过温保护等。FAN104W的内部结构框图其外接元器件示于图①中，5V1A充电器整图由输入回路、输出回路和充电控制回路三部分组成。

⒈12V电源适配器输入回路
市电经过熔断丝F1和电感L1加到橋堆DB1的AC输入端，全波整流输出通过由电感L3电容C1、C2组成的π型滤波器，获得100～300V的直流电压UH，加到脉冲变压器T1的初级绕组N1和场效应开关管Q1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、和电容C5构成一个高压吸收电路(或称箝位电路)。当反馈式转换器中的开关管Q1关断时，Q1上会因变压器漏电感而产生高压尖峰，这种过大的电压可能导致雪崩击穿，致使Q1出现故障。所以要求漏极电压到达安全值时箝位二极管将接通，以限制漏极电压。电感线圈L1防止共模干扰信号窜入。压敏电阻DR1防止雷击等浪湧电压可能造成的损坏。L2磁阻抑止差模干扰。
⒉12V电源适配器输出回路
开关管Q1的通断，控制了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，立即在输出绕组N3中产生互感电压，这个电压经过肖特基二极管D4半波整流和电容C3、C4滤波后，在USB插口输出5.0V @2.0A稳定的直流电压。图中R14为输出端的内部负载电阻，在外部负载断开时，保证有0.4mA的空载电流;ZD1稳压管限止大于5.6V电压输出，确保负载安全;R13、C8构成缓冲器，因为初级N1端在Q1导通时，在次级N3端二极管D4两端发生严重的电压振荡，这是由二极管寄生电容与变压器次级N3漏感之间的振荡造成的，为了减小振荡，通常在二极上并接RC缓冲器。
⒊12V电源适配器充电控制回路
FAN104W是充电控制回路的运作中心，各引脚功能如下：
引脚3(VDD)是IC的电源输入端，连接至外部VDD电容C9上，6脚(GND)接地。VDD是由脉冲变压噐T1辅助绕组N2两端电压经二极管D6半波整流和电容C9滤波后供给，集成电路IC的工作电流和Q1驱动电流都由此引脚提供。VDD启动和关断的阀值电压分别为16V和5V，连续工作电压21V，工作电流3.5mA，过压保护电平为23V。
引脚2(GATE)PWM信号输出端，PWM信号经R5∥D5接到Q1的栅极，该脚内部为图腾柱输出驱动器，用来驱动功率MOS场效应管Q1。PWM输出电压的低电平约1.5V，高电平5V。其中R5为栅极限流电阻，保护输出驱动器;D5加速Q1栅极电容放电。
引脚8(HV)高压启动输入端。高压HV经过限流电阻R4接到IC的8脚，为反馈式开关管Q1栅极提供启动电压。上电启动期间，内部启动电路启用。电压HV通过R4和IC内部FET电流源链路对VDD保持电容C9进行充电，当VDD电压达到启动阀值电压时，内部HV启动电路被禁用，阻止充电电流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。HV启动电路禁用后，C9中存储的能量应为IC提供工作电流，直至变压器辅助绕组电压达到标称值。因此C9容量必须足夠大，以便在功率从辅助绕组输出之前阻止VDD下降至关断阀值电压。
引脚5(VS)电压反馈输入端。辅助绕组N2输出电压(UN2)接分压电阻R10和R12，在R12两端取得合适的反馈电压接入VS脚，该引脚检测输出电压信息和放电时间，以便进行恒压(CV)和恒流(CC)调节。C7旁通开关噪声。
5V1A充电器

引脚1(CS)电流反馈输入端。该引脚经隔离电阻R3接到开关管Q1的源极电阻R6∥R7上，用于检测在恒压(CV)调节中进行峰值电流模式控制Q1的IDS电流，并在恒流调节中进行输出电流调节。
引脚4(COMR)电缆补偿端。在该引脚和地之间连接电容C6和电阻R9，(拫据不同的输出线压降选择R9的电阻值)用于补偿恒压调节中因输出电缆损耗而导致的电压降。由于手机用充电器充电时，电池位于电缆末端，通常在电缆上有几个百分点的降压，导致实际电池电压降低。FAN104W具有内置电缆压降补偿功能，能夠在恒压模式下整个负载范围内，在电缆末端提供恒定的输出电压。跟随负载增大，12V电源适配器通过增加电压调节误差放大器的基准电压来补偿两端的电压。补偿前后典型的输出U-I特性如图②所示。

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| 发布时间：2017.12.28 来源：电源适配器

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