小功率充电器的设计

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1、小功率充电器的设计摘要：介绍一种用于手机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 Design of Low-power Charger YAO Hua-min Abstract:A kind of the automatic charger for use in the mobile telephone and the electric bike is introduced.Though it has saved the complicated IC as well as au

2、xiliary circuit,it can still carry out the automatic charging function. Keywords:Battery ;Antomaticcharger ; Singleendedreverse ;Converter 中图分类号：TN86 文献标识码：B 文章编号：0219－2713(2002)3－0084－04       为了使手机、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

3、    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，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。

4、图1中V5、V6选用FR107，V8选用FR154，V7选用K792。 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

5、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)toff Eton=nUotoffUo=(ton/ntoff)E (3)上式说明输出电压Uo与ton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WLp为： WLp=(1/2)LpI2pmax （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

6、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。 图2 toff=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）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。 图3 toff >τ的 波 形 图 变压器储存的能量等于电路输出能量。 （1/2)LpI2

7、pmaxf=Uo2/RL Uo2=(1/2)LpI2pmaxRLf 将Ipmax=(E/Lp)ton代入上式，则 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）t