实用手机万能充电器电路原理图和分析说明.doc
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4、唬岛蹄纲舞拄掂朴浴筐手机万能充电器由于各型号手机所附带的充电器插口不同,以造成各手机充电器之间不能通用。当用户手机充电器损坏或丢失后,无法修复或购不到同型号充电器,使手机无法使用。万能充电器厂家看到这样的商机,就开发生产出手机万能充电器,该充电器由于其体积小、携带方便,操作简单,价格便宜,适合机型多,深受用户的欢迎。下面以深圳亚力通实业有限公司生产的四海通S538型万能充电器为例,介绍其工作原理和维修方法。该充电器在市场上占有率较高,又没有随机附带电路图,给维修带来一定的难度,本文根据实物测绘出其工作原理图,见附图,供维修时参考。四海通S538型万能充电器在外观设计上比较独特,面板上采用透明塑
5、料制作的半椭圆形夹子,透明塑料面板上固定有两个距离可调节的不锈钢簧片作为充电电极。面板的尾部并排有1个测试开关(极性转换开关)和4个状态指示灯,用户根据需要可以调节充电器电极距离和输出电压极性,并通过状态指示灯可方便看出电池的充电情况。一、工作原理 该充电器电路主要由振荡电路、充电电路、稳压保护电路等组成,其输入电压AC220V、5060Hz、40mA,输出电压DC42V、输出电流在150mA180mA。在充电之前,先接上待充电池,看充电器面板上的测试指示灯TEST是否亮。若亮,表示极性正确,可以接通电源充电;否则,说明电池的极性和充电器输出电压的极性是相反的,这时需要按一下极性转换开关AN1
6、(测试键)才行。具体电路原理如下。 1振荡电路该电路主要由三极管VT2及开关变压器T1等组成。接通电源后,交流220V经二极管VD2半波整流,形成100V左右的直流电压。该电压经开关变压器T 1-1初级绕组加到了三极管VT2的c极,同时该电压经启动电阻R4为VT2的b极提供一个正向偏置电压,使VT2导通。此时,三极管VT2和开关变压器T1组成的间歇振荡电路开始工作,开关变压器T1-1初级绕组中有电流通过。由于正反馈作用,在变压器T 1-2绕组感应的电压通过反馈电阻R1和电容C1加到VT2的b极,使三极管VT2的b极导通电流加大,迅速进人饱和区。随着电容C1两端电压不断升高,VT1的b极电压逐渐
7、降低,使三极管VT2逐渐退出饱和区,其集电极电流开始减少,变压器T 1-1初级绕组中产生的磁通量也开始减少。在变压器T 1-2绕组感应的反向电压,使VT2迅速截止,完成一个振荡周期。在VT2进入截止期间,变压器T1-3绕组就感应出一个55V左右的交流电压,经VD3整流为直流电压,作为后级的充电电压。2充电电路该电路主要由一块软塑封集成块IC1(YLT539)和三极管VT3等组成。从变压器T1-3绕组感应出的交流电压55V经二极管VD3整流、电容C3滤波后,输出一个直流85V左右电压(空载时),该电压一部分加到三极管VT3的e极;另一部分送到软塑封集成块IC1(YLT539)的1脚,为其提供工作
8、电源。集成块IC1有了工作电源后开始启动工作,在其8脚输出低电平充电脉冲,使三极管VT3导通,直流85V电压开始向电池E充电。 当待充电池E电压低于42V时,该电压经取样电阻R11、R12分压后,加到集成块IC1的6脚上,该电压低于集成块IC1内部参考电压越多,集成块IC1的8脚输出的电平越低,三极管VT3的b极电位也越低,其导通量越大,直流电压85V经极性转换开关S1向电池E快速充电。由于集成块IC1的2、3、4脚和电容C4共同组成振荡谐振电路,其2脚输出的振荡脉冲经电阻R16送至充电指示灯LED1(绿)的正极,其负极接到集成块IC1的8脚。在电池刚接人电路时,集成块IC1的8脚输出的电平越
9、低,充电指示灯LED1闪烁发光强。随着充电时间延长,电池所充的电压慢慢升高,集成块IC1的8脚输出电压慢慢升高,充电指示灯LED1闪烁发光逐渐变弱。当电池E慢慢充到42V左右时,集成块IC1的6脚电位也达到其内部的参考电压18V。此时,集成块IC1内部电路动作,使其8脚电压输出高电平,三极管VT3截止,充电指示灯LED1不再闪烁发光而熄灭,充满指示灯LED2(绿)由灭变亮。 3稳压保护电路该电路主要由三极管VT1、稳压二极管VDZ1等组成。过压保护:当输出电压升高时,在变压器T 1-2反馈绕组端感应的电压就会升高,则电容C2所充电压升高。当电容C2两端电压超过稳压二极管VDZ1的稳压值时,稳压
10、二极管VDZ1击穿导通,三极管VT2的基极电压拉低,使其导通时间缩短或迅速截止,经开关变压器T1耦合后,使次级输出电压降低。反之,使输出电压升高,从而确保输出电压稳定。过流保护:在接通电源瞬间或当某种原因使三极管VT2的电流过大时,在R5、R6上的压降就大,使过流保护管VT1导通,VT2截止,从而有效防止开关管VT1因冲击电流过大而损坏。同时电阻R6上的压降,使电容C2两端电压升高,此后过流保护过程与稳压原理相同,这里不再重复。三极管VT1是过流保护管,R5、R6是VT2的过流取样保护电阻。二、常见故障检修例1:接上待充电池及电源后,电源指示灯PWLED3及测试指示灯TEST LED4亮,而充
11、电LED1及充满指示灯LED2不亮,无电压输出,不能给电池充电。分析检修:这种故障多是充电器开关振荡电路没有工作所致。在实际检修过程中,发现开关管VT2和电阻R6损坏最多。一般情况下,电池E的充电电路工作电压较低,其元件损坏的概率不是很大,也就是开关变压器T1的次级之后电路的损坏概率不是很大。例2:接上待充电池及电源后,各状态指示灯显示正常,但就是充不进电或充电时间长。分析检修:这种故障多是三极管VT3(8550)损坏,用正常管子换上后,即可排除故障。如果三极管VT3正常,再用表测电容C3(100F16V)两端电压,正常在直流85V左右。若电压正常,应检查电阻R7或集成块IC1,集成块IC1各
12、引脚正常参数如附表所示。若电压低,再测开关变压器T1次级输出电压,正常在交流55V左右。若电压正常,说明电容C3或整流二极管VD3损坏;若电压低,应检查开关变压器T1及其前级各元件。再送一个万能充的电路图:手机充电器浅析作者: 林和安 vincent当今世界,手机普及率已经非常之高。根据国际电信联盟(简称ITU)2011年初的统计,截止2010年底全球网民数量为20.8亿,手机用户数量为52.8亿!当前全球人口数量略超68亿,已接近人手一机。而弹丸之地的香港,更是人均超过一部。谈手机就离不开充电器。常用的手机充电器大致可以分为旅行充电器、座式充电器和维护型充电器,一般使用最广泛的是旅行充电器。
13、旅行充电器的形式也有多种多样,最常见的就是价格便宜的微型旅充。大部分旅充都属于快速充电器,充电时间在1-3小时左右,一般都有充满自停的功能。市场上很多充电器都标榜自己采用微电脑控制,包括一些价格非常便宜的微型旅充。其实严格从电路上分析,很多产品外观类似,但内部线路却大不一样,其性能也大不同。一些充电器自诩为“微电脑控制”,其实其设计连廉价的运算放大器IC都不用。而一些专用的充电控制IC单价较高,一般用于比较高档或名牌的充电器中。所以我们不能轻信所谓“微电脑控制”,尤其是廉价型产品。绝大部分手机充电器都有充满自停功能,但其实现的方式不同导致其充电效果不同。由于充电电流一般较大,所以在电池充满后如
14、不及时停止会使电池发烫,过度的过充会严重损害电池寿命。设计比较科学的充电器,可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号,比较精确地结束充电工作。高频开关电源技术环保节能已成为大家的共识,充电器产品也不例外。现在的充电器产品,多采用高频开关电源技术,将输入的较高的交流电压(AC)转换为手机充电所需要的较低的直流电压(DC)。输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现,这就叫做脉宽调制PWM。当市电进入充电器后,先经过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号,然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把直流电转为高频脉动直流电,再送高频开关变压器降压。然后滤除高频交流部分,这样最后输出相
15、对纯净的低压直流电供电池充电用。采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率,典型的充电器效率为70%-80%,而采用传统的线性稳压电路,效率一般仅有50%左右。高频开关电源电路一般主要包括以下几部分:抗干扰电路(EMI):由一个线圈和两个电容组成,通常有两级EMI。功能是滤除由电网进来的各种干扰信号,防止电源开关电路形成的高频扰窜电网。PFC电路:PFC(Power Factor Correction)即“功率因子校正”,主要用来提高电子产品对电能的利用效率。开关电源采用传统的桥式整流、电容滤波电路会使AC输入电流产生严重的波形畸变,向电网注入大量的高次谐波,因此网侧的功率因子不高,仅有
16、0.6左右,并对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰。整流滤波电路:高压整流滤波电路由一个全桥(有些简易型的采用半波整流)和高压电解电容组成。把220V交流市电转换成300V直流电。低压整流滤波电路由二极管和电解电容组成。开关电路:一般包含精密稳压、PWM 控制、开关管、驱动变压器。保护电路:好的充电器设计一般都包含各种保护功能,如输入过压保护、输入过流保护、输出过流保护、输出过压保护、输出短路保护、过温保护等。一般简易的手机旅行充电器,功率都很小,实际对电网的影响有限,对电源质量如稳压精度、谐波含量等要求也不高,也为了降低成本,其EMI和PFC电路都简化设计或根本不采用。简易自激式开关电
17、源充电器电路下图为一款NOKIA手机通用充电器的电路。主要由开关电源、基准电压、充电控制、放电控制和充电指示等电路组成。该型手机充电器的电路非常简单,实为一自激式开关电源,全部采用分立器件组成,成本低廉。AC220V电压经D3半波整流、C1滤波后得到约+300V电压,一路经开关变压器T初级绕组L1加到开关管Q2 c极,另一路经启动电阻R3加到Q2 b极,Q2进入微导通状态,L1中产生上正下负的感应电动势,则L2中产生上负下正的感应电动势。L2中的感应电动势经R8、C2正回馈至Q2 b极,Q2迅速进入饱和状态。在Q2饱和期间,由于L1中电流近似线性增加,则L2中产生稳定的感应电动势。此电动势经R
18、8、R6、Q2的b-e结给C2充电,随着C2的充电,Q2 b极电压逐渐下降,当下降至某值时,Q2退出饱和状态,流过L1中的电流减小,L1、L2中感应电动势极性反转,在R8、C2的正回馈作用下,Q2迅速由饱和状态退至截止状态。这时,+300V 电压经R3、R8、L2、R16对C2反向充电,C2右端电位逐渐上升,当升至一定值时,在R3的作用下,Q2再次导通,重复上述过程,如此周而复始,形成自激振荡。在Q2导通期间,L3中的感应电动势极性为上负下正,D7截止;在Q2截止期间,L3中的感应电动势极性为上正下负,D7导通,向外供电。图中,VD1、Q1等组件组成稳压电压。若输出电压过高,则L2绕组的感应电
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