手机充电器和电池原理

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1、手机充电器及电池原理　本文详细介绍了一种开关型手机充电器的工作原理，对初学者了解具体的开关电源电路及充电控制电路很有意义。　　超力通手机旅行充电器适合给摩托罗拉３０８、３２８、３３８及３６８等系列手机电池充电。该充电器具有镍镉、镍氢、锂离子电池充电转换开关，并具有放电功能。在１５０～２５０Ｖ、４０ｍＡ的交流市电输入时，可输出３００±５０ｍＡ的直流电流。根据实物绘出了工作原理图，供读者参考。　　该充电器采用了ＲＣＣ型开关电源，即振荡抑制型变换器，它与ＰＷＭ型开关电源有一定的区别。ＰＷＭ型开关电源由独立的取样误差放大器和直流放大器组成脉宽调制系统；而ＲＣＣ型开关电源只是由稳压器组成电平

2、开关，控制过程为振荡状态和抑制状态。由于ＰＷＭ型开关电源中的开关管总是周期性的通断，系统控制只是改变每个周期的脉冲宽度，而ＲＣＣ型开关电源的控制过程并非线性连续变化，它只有两个状态：当开关电源输出电压超过额定值时，脉冲控制器输出低电平，开关管截止；当开关电源输出电压低于额定值时，脉冲控制器输出高电平，开关管导通。当负载电流减小时，滤波电容放电时间延长，输出电压不会很快降低，开关管处于截止状态，直到输出电压降低到额定值以下，开关管才会再次导通。开关管的截止时间取决于负载电流的大小。开关管的导通／截止由电平开关从输出电压取样进行控制。因此这种电源也称非周期性开关电源。　　２２０Ｖ市电经

3、ＶＤ１～ＶＤ４桥式整流后在Ｖ２的集电极上形成一个３００Ｖ左右的直流电压。由Ｖ２和开关变压器组成间歇振荡器。开机后，３００Ｖ直流电压经过变压器初级加到Ｖ２的集电极，同时该电压还经启动电阻Ｒ２为Ｖ２的基极提供一个偏置电压。由于正反馈作用，Ｖ２Ｉｃ迅速上升而饱和，在Ｖ２进入截止期间，开关变压器次级绕组产生的感应电压使ＶＤ７导通，向负载输出一个９Ｖ左右的直流电压。开关变压器的反馈绕组产生的感应脉冲经ＶＤ５整流、Ｃ１滤波后产生一个与振荡脉冲个数呈正比的直流电压。此电压若超过稳压管ＶＤ１７的稳压值，ＶＤ１７便导通，此负极性整流电压便加在Ｖ２的基极，使其迅速截止。Ｖ２的截止时间与其输出电压呈反比

4、。ＶＤ１７的导通／截止直接受电网电压和负载的影响。电网电压越低或负载电流越大，ＶＤ１７的导通时间越短，Ｖ２的导通时间越长，反之，电网电压越高或负载电流越小，ＶＤ５的整流电压越高，ＶＤ１７的导通时间越长，Ｖ２的导通时间越短。Ｖ１是过流保护管，Ｒ５是Ｖ２Ｉｅ的取样电阻。当Ｖ２Ｉｅ过大时，Ｒ５上的电压降使Ｖ１导通，Ｖ２截止，可有效消除开机瞬间的冲击电流，同时对ＶＤ１７的控制功能也是一种补偿。ＶＤ１７以电压取样来控制Ｖ２的振荡时间，而Ｖ１是以电流取样来控制Ｖ２振荡时间的。　　如果是为镍镉、镍氢电池充电，由于这类电池存在一定的记忆效应，需不定时对其进行放电。ＳＷ１是镍镉、镍氢、锂离子电池充电

5、转换开关。ＳＷ１与精密基准电源ＳＬ４３１为运放ＬＭ３２４⑨提供两个不同的精密基准源，由ＳＷ１切换。在给镍镉、镍氢电池充电时，ＬＭ３２４⑨脚的基准电压约０．０９Ｖ（空载）；在给锂离子电池充电时，ＬＭ３２４⑨脚的基准电压约为０．０８Ｖ（空载），这种设计是由这两种类型电池特有的化学特性决定的。按下ＳＷ２，Ｖ５基极瞬间得一低电平而导通，可充电池上的残余电压通过Ｖ５的ｅｃ极在Ｒ１７上放电，同时放电指示灯ＶＤ１４点亮。在按下ＳＷ２后会随即释放，这时可充电池上的残余电压通过Ｒ１６、Ｒ１３分压，Ｃ９滤波后为Ｖ４的基极提供一个高电平，Ｖ４导通，这相当于短接ＳＷ２。随着放电时间的延长，可充电池上的残余

6、电压也越来越低，当Ｖ４基极上的电压不能维持其继续导通时，Ｖ４截止，放电终止，充电器随即转入充电状态。　　由于锂电不存在记忆效应，当电池低于３Ｖ时便不能开机，其残余电压经电阻Ｒ４０、Ｒ４１分压后得到２．５３Ｖ送入运算放大器的同相端③、⑤、⑩脚，由于ＬＭ３２４⑨脚电压在负载下始终为２．６６Ｖ，因此⑧脚输出低电平，Ｖ３导通，＋９Ｖ电压通过Ｖ３ｅｃ极、ＶＤ８向可充电池充电。ＩＣ１ｄ在电容Ｃ６的作用下，{14}脚输出的是脉冲信号，由于ＩＣ１⑧脚为低电平，因此ＶＤ１２处于闪烁状态，以指示电池正在充电，对应容量为２０％。随着充电时间的延长，可充电池上的电压逐渐上升。当Ｒ４０、Ｒ４１的分压值约等于

7、２．５８Ｖ时，即ＩＣ１③脚等于２．５８Ｖ时，ＩＣ１②脚经电阻分压后得２．５７Ｖ，其①脚输出高电平（由于在充电时，ＩＣ１⑨脚电压始终是２．６６Ｖ，Ｖ６导通；反之在空载时，ＩＣ１⑨脚为０．０８Ｖ，Ｖ６截止），ＶＤ１０、ＶＤ１１点亮，对应指示容量为４０％、６０％。当Ｒ４０、Ｒ４１的分压值上升到２．６３Ｖ时，即ＩＣ１⑤脚等于２．６３Ｖ，其⑥脚经电阻分压后得２．６３Ｖ，⑦脚输出高电平，ＶＤ９点亮，对应充电容量为８０％。只有ＩＣ１⑩脚电压≥２．６６Ｖ时，⑧脚才输出高电平，ＶＤ１３