手機充電器電路,手機充電電路原理分析-KIA MOS管

手機充電器電路圖

手機充電器是一種小功率的開關電源，原理是通過內部精密的電子電路，將家用的交流220V電壓高效地轉化為適用于手機充電的低壓直流電。

手機充電器電路一

圖中，手機充電器的輸入端通過四個整流二極管構建成一個整流橋，通?，F代手機充電器會采用MB10S這類貼片整流橋，而較少使用1N4007整流橋。經過整流橋的整流和高壓電容C1的濾波，220V的交流電被轉換為高壓直流電，為后續的高頻振蕩電路提供電源。其中，Q1作為高反壓開關管（能夠承受高達400V的耐壓），與高頻變壓器的初級線圈L1等元件共同構成高頻振蕩電路。該電路將整流濾波后的直流高壓電轉換為高頻交流高壓信號。隨后，這個高頻高壓信號通過高頻變壓器進行降壓，在次級線圈L3兩端產生一個低電壓的高頻信號。最后，經過二極管D3的整流和電容C5的濾波，這個高頻電壓被轉換為不甚穩定的5V直流電壓，供手機充電使用。

U1作為光電耦合器，其核心功能是采集輸出電壓的樣本，并將其反饋給Q2（Q2通常選用2SC945這類小功率晶體管）。這一反饋機制再進一步通過Q2來調控Q1的通斷，從而確保輸出5V電壓的穩定性。此外，為了保護Q2免受線圈感應電壓的損害，R1、C2和D1被精心設計成一個高壓吸收回路。值得注意的是，由于高頻變壓器次級輸出的是高頻交流電壓，因此二極管D3必須選用像1N5819這樣的肖特基二極管，其正向壓降小且高頻性能優越。

手機充電器電路二

電路屬于自勵、反激式、變壓器耦合型、PWM開關電源；電源變換過程：交流（AC，輸入市電）→直流（DC）→交流（AC，高頻）→直流（DC，輸出）；電路由整流、振蕩、穩壓、保護四大系統組成。

輸入整流、濾波電路：由二極管VD1、電解電容器C1組成，屬于半波整流電路，輸出脈動直流電壓，峰值電壓311v，經電容濾波達到300v左右的直流電壓。VD1為1N4007這個二極管使用比較普遍，最大整流電流1A，最大反向電壓1000v；電解電容器的耐壓要大于300v；

振蕩電路：由R2、VT1、L1、L2、C4、R5組成，如果沒有L2、C4、R5反饋支路的存在，三極管VT1過著一種平淡的田園生活，它通過偏置電阻R2提供合適的偏壓，形成了一般的放大電路，但第三者---反饋電路的插足讓它的生活不再平靜，而是動蕩不安--形成了振蕩電流。

L2為反饋線圈，從圖上L1、L2同名端的關系看出該反饋屬于正反饋，于是形成了振蕩電路，由于電容C4的存在導致該振蕩電路形成的振蕩是間歇振蕩，不是正弦波；

起振過程：電路接通時，啟動電阻R2為電路提供偏置電流，于是VT1的集電極就有電流Ic通過Ic,當集電極線圈L1電流發生變化時（0→增加），就會產生自感電動勢，方向上+下-，因L2與L1同繞在一個磁心上，于是L2在互感的作用下，產生下+上-的感應電動勢；它相當于一個電源，通過C4、R5、三極管VT1的發射結形成了回路進行充電，于是三極管VT1的發射結電壓Ube在原來偏流的基礎上又增加了一個附加電流，Ib增加，Ic隨之增加，相應L2互感電動勢進一步增加，反饋強烈的進行，于是在輸出端形成了很陡峭的一個輸出波形。

但是這種增加不會無限制的提高，因為電容的充電性質是這樣的：接通瞬間相當于短路，之后慢慢升高，充電電流逐步減小，于是電容C2兩端的電壓逐步升高，極性右+左-，這個逐步增高的電壓對正反饋形成了阻礙，當達到一定值時，其負值電壓與三極管VT1的發射結偏置電壓極性相反，使Ube逐漸減小，減小到0.5v時，三極管就截止了。

截止時這時電容C4的電壓達到最大，充電電流為零，它不會因之而消停，只要有機會就會放電。它的負電壓為電源電壓對其充電創造了條件，于是電源電壓經過R2對其反充電，不僅抵消了其原有的充電電壓還對其反向充電，使其電壓左+右-，并且逐步升高，當升高超過0.5v時，于是三極管又具備了導通條件，新一輪的振蕩又開始了，如此周而復始的進行著。

從以上分析可知三極管VT1起到了開關作用，時而導通時而截止，不斷進行著振蕩。

當三極管VT1截止時，會在L3兩端產生上+下-的互感電動勢，有電能輸出，經二極管整流、濾波之后形成輸出直流；VD7、R6為輸出指示電路；只有截止時才會有輸出，導通時沒有，這就是反激式的來由。

穩壓電路：由三極管VT2、VD3、C3、VD4、VD5組成；VD5在開關三極管VT1截止時導通：L2上+，C3上+、二極管VD5形成回路；C3電壓上+下-，電壓6v，上端接地電位0v，則下端電位-6v，這是一個取樣電壓，為標準值，要使VD4導通，則在VD4左端電位0.2v即可。當電壓增高時，電容C3電壓增高，即下端電位低于-6v，而VD4兩端電壓不變，于是左端電位被拉低，低于0.2v，拉低了三極管VT1的基極電位，使其飽和時間縮短，達到了穩壓目的。

保護電路

短路保護：由輸入端保護電阻R1實現，但電源出現嚴重的短路故障時，R1會自我犧牲，切斷電路避免進一步的損壞；

R3、C2、VD2為尖峰吸收電路，用于保護三極管VT1，三極管在截止瞬間，會產生一個下+上-的自感電動勢，與電源電壓疊加后超過1000v，遠遠超過了三極管的最大反向電壓，通過這個電路，可以對這部分電能形成回路，進行釋放，同時釋放的過程中，形成變化的電流，可以將能量耦合到L3；

過流保護：R4為取樣電阻，當三極管VT1的電流增加時，三極管VT1發射極電壓升高，使三極管VT2導通，拉低了VT1的基極電壓，使其飽和時間縮短，達到了保護三極管的目的；

二極管VD1、VD2、VD6、VD5、VD4使用頻率不同，故選擇不同的二極管，高頻的使用快恢復二極管。變壓器采用高頻變壓器。

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