下图为简单的一款自激线路手机充电器线路图: 首先我们分析一个开关电源,都是从输入端开始着手。
220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,由10uF电容滤波。这个10欧的电阻在线路中相当于保险管的作用,如果后级线路出现故障导致过流或者过功率时,这个电阻将被熔断,输出端断开,防止后端线路进一步损坏。右边的瞬态恢复二极管4007、4700pF电容、82KΩ电阻,构成一个高电压尖峰吸收电路,当开关管13003关断时,负责吸收线圈上的感应电压,从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003开关管主要的作用就是用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时,就会在开关变压器中形成变化的磁场,从而在次级绕组中产生感应电压。
从充电器的功率来推算,这个充电线路应该属于反激式的。左端的510KΩ为启动电阻,给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻,电流经取样后变成电压(其值为10*I),这电压经二极管4148后,加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V,即开关管电流大于0.14A时,三极管C945导通,从而将开关管13003的基极电压拉低,从而集电极电流减小,这样就限制了开关的电流,防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构,将开关管的***大电流限制在140mA左右)。
变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流,22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便,我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右),并且输出电压越高时,采样电压越低。取样电压经过6.2V稳压二极管后,加至开关管13003的基极。
前面说了,当输出电压越高时,那么取样电压就越低,当低到一定程度后,6.2V稳压二极管被反向导通,从而将开关13003的基极电位拉低,这将导致开关管断开或者推迟开关的导通,从而控制了能量输入到变压器中,也就控制了输出电压的升高,实现了稳压输出的功能。而下方的1KΩ电阻跟串联的2700pF电容,则是正反馈支路,从取样绕组中取出感应电压,加到开关管的基极上,以维持振荡。
次级绕组经快恢复二极管RF93整流,220uF电容滤波后输出6V的电压接到手机上,这个线路还有一个不足就是没有设置假负载,这样就有可能导致输出电 压会虚高,有些充电器为了优化成本就会省略掉这个元器件。
充电器如果是正常使用的情况下基本上是没什么危险性可言的,那么可能发生危险的情况有哪些呢?
1、手机充电器的小型化趋势非常明显,和传统大个头的变压器相比,现在的充电器多使用了开关电源,取而代之的是体积非常小的高频变压器,而部分做的比较好的充电器还带有输出反馈,输出反馈多数是通过光耦等器件。高频变压器通过光耦反馈,一个是电磁隔离一个是光隔离,都是没有电器连接的,即使变压器或者其他元件烧坏,正常情况下220V电源不会串到手机这边来。发生被电死这种情形,***有可能的情况是充电器进水导致电路短路。
2、充电器损坏,***多的是两种情况,***种是爆电容,这个动静比较大,由于是开关式电压调节,一旦这部分电路有问题,电压不正常,***直接的就是爆电容。第二是爆变压器,这多是负载引起,由于多数充电器虚标,多数还没有反馈和保护电路,变压器爆掉就非常常见。只要不进水不损坏,这两种一般对人没有太大危险,但是由于很多充电器小型化,高压和低压靠的很近,很多充电器里面有没有充分的物理隔离,爆个电容这种能量很容易导致里面的元件错位、粘连从而造成危险。
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