小功率充电器的设计

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1、小功率充电器的设计

2、第1摘要：介绍一种用于和电动自行车的自动充电器电路。它省去了复杂的IC电路及其外围电路，同样可以完成对蓄电池进行自动充电的功能。关键词：蓄电池；自动充电器；单端反激；变换器DesignofLoinAbstract:Akindoftheautomaticchargerforuseinthemobiletelephoneandtheelectricbikeisintroduced.ThoughithassavedtheplicatedICasaticchargingfunction.Keyaticcharger;Singleendedreverse;Converte

3、r为了使、电动自行车等所使用的充电器实现自动充电的功能，大都采用各种各样的专用IC充电器集成电路和各种采样电路。本文介绍一种既能省去复杂的IC电路及其外围电路，又能够实现自动充电功能的电路。1工作原理图1中C1、V1～V4、C2组成滤波整流电路，变压器T为高频变压器，V5、R2、C11组成功率开关管V7的保护电路，NF为供给IC电源的绕组。单端输出IC为UC3842，其8脚输出5V基准电压，2脚为反相输入，1脚为放大器输出，4脚为振荡电容C9、电阻R7输入端，5脚为接地端，3脚为过流保护端，6脚为调宽单脉冲输出端，7脚为电源输入端。R6、C7组成负反馈，IC启动瞬间由R1供给启动电压

4、，电路启动后由NF产生电势经V6、C4、C5整流滤波后供给IC工作电压。R12为过流保护取样电阻，V8、C3组成反激整流滤波输出电路。R13为内负载，V9～V12及R14～R19组成发光管显示电路。图1中V5、V6选用FR107，V8选用FR154，V7选用K792。500)this.style.ouseg(this)">图1电路原理图现对变换环节作如下介绍：从图1中可知，当V7导通时，整流电压加在变压器T初级绕组Np上的电能变成磁能储存在变压器中，在V7导通结束时，Np绕组中电流达到最大值Ipmax：Ipmax=(E/Lp）ton（1）式中：E——整流电压；Lp——变压器初级绕组电

5、感；ton——V7导通时间。在V7关闭瞬间，变压器次级绕组放电电流为最大值Ismax，若忽略各种损耗应为：Ismax=nIpmax=n(E/Lp)ton(2)式中：n——变压器变比，n=Np/Ns，Np、Ns为变压器初、次级绕组匝数。高频变压器在V7导通期间初级绕组储存能量与V7关闭期间次级绕组释放能量应相等：n(E/Lp)ton=(Uo/Ls)toff式中：Ls——变压器次级绕组电感；Uo——输出电压；toff——V7关闭时间。因为Lp=n2Ls，则：(E/nLs)ton=(Uo/Ls)toffEton=nUotoffUo=(ton/ntoff)E(3)上式说明输出电压Uo与ton

6、成正比，与匝比n及toff成反比。变压器在导通期间储存的能量ax（4）变压器Lp愈大储能愈多。变压器储存的能量能否在toff期间释放完，不仅与变压器的工作频率f有关，而且与次级绕组电感量Ls有关，更与负载的大小有关。储能释放时间常数τ和V7关闭时间toff之间的差异形成变换器三种工作状态，下面分开介绍：1）toff=τ这种状态为临界状态，各参数波形如图2所示。500)this.style.ouseg(this)">图2toff=τ的波形图图2中ub为Vp的控制电压波形；up为变压器初级Np电势波形；φ为变压器磁通变化波形；uces为V7集电极电压波形；ip、is为初、次级电流波形。2

7、）toff>τ各参数波形如图3所示。从图3中可以看出磁通复位时V7关闭还持续一段时间，ip呈线性上升，is线性下降。500)this.style.ouseg(this)">图3toff>τ的波形图变压器储存的能量等于电路输出能量。（1/2)LpI2pmaxf=Uo2/RLUo2=(1/2)LpI2pmaxRLf将Ipmax=(E/Lp)ton代入上式，则Uo=500)this.style.ouseg(this)">Eton（5）式中：RL——电路负载电阻；T=1/f——变压器工作周期。式（5）中E、ton、T、Lp为定值，所以输出电压Uo随负载电阻RL的大小而变化，若忽

8、略整流器件压降，则输出电压最大值应为：Uomax=(1/n)Up=(1/n)E（6）V7承受的反压应为：Ucc=E＋Up=E＋nUo（7）3）toff<τ各参数波形如图4所示。从图4中可以看出磁通在toff期间不能复位，ip也不是从0开始线性增加，is下降不到0，这种工作状态输出电压Uo应满足如下关系：Eton=(Np/Ns)UotUo=(ton/toff)(Ns/Np)E500)this.style.ouseg(this)">图4toff<