100W充電器原理說明

1、28V/4A充電器原理說明一 市電輸入整流部分 包括輸入熔斷絲保護(hù)，兩級(jí)EMC濾波器，壓敏電阻（防雷保護(hù)），整流橋，高壓濾波電容，最終在C2上輸出1.2*Uin大約300多伏的直流電壓。二1路DC-DC隔離降壓這部分變換主要用于實(shí)現(xiàn)28V/4A的主電路輸出。如圖，HV+就是上面的整流輸出300V直流，該直流電壓經(jīng)過Q3的30KHZ-60KHZ高頻開關(guān)動(dòng)作，在變壓器T1的4腳，5腳之間形成高頻交變電壓，然后以反激的形式通過磁心耦合到副邊11腳，12腳，在11腳和12腳之間產(chǎn)生頻率相等，大小不等的交變電壓，再通過D1二極管的半橋整流，在濾波電容C4上產(chǎn)生直流28V，再接一個(gè)LC濾波器可以是最終的V

2、OUT紋波電壓更底，28V更干凈。補(bǔ)充說明：1變壓器的4腳和5腳之間的D2，R5，R6，C3作為一個(gè)RCD吸收電路，可以降低開關(guān)管Q3工作時(shí)的最高電壓，使Q3工作更加安全可靠，同時(shí)也降低工作時(shí)的EMI輻射 2輸出整流管D1兩端的C1，R1，R2組成一個(gè)RC串聯(lián)吸收電路，用來吸收二極管開通關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的尖峰電壓，可以大大降低輸出EMI輻射 3主功率管Q3下面的2W電阻R23用來檢測變壓器原邊的最大工作電流，這個(gè)信號(hào)接到PT2201的第6腳，當(dāng)這個(gè)電流值大于PT2201的內(nèi)部設(shè)定值時(shí)，Q3就會(huì)關(guān)閉，當(dāng)輸出負(fù)載過載或者短路時(shí)，這個(gè)功能會(huì)起到很好的保護(hù)作用，當(dāng)故障消除后，Q3會(huì)重新啟動(dòng)工作 4變壓器的

3、1腳和2腳之間產(chǎn)生的電壓經(jīng)整流濾波后給控制芯片PT2201供電三1路PT2201穩(wěn)壓控制部分初始上電時(shí)，變壓器沒有工作，這時(shí)C2兩端的300V直流電經(jīng)過R4，R8兩個(gè)470K的電阻給PT2201第3腳充電，該腳電壓超過8V時(shí)，PT2201開始工作，通過第8腳接R15驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Q3，使Q3以高頻開關(guān)方式工作，這樣C2兩端的電壓經(jīng)過變壓器T1原邊4腳，5腳，開關(guān)管Q3，R23到地形成回路，主電路進(jìn)入工作狀態(tài)，變壓器1腳和2腳產(chǎn)生電壓經(jīng)R11，D3給PT2201供電，該點(diǎn)電壓一般在8-15V，可以通過改變R11進(jìn)行調(diào)整。R23兩端的電壓經(jīng)R22，C10接到PT2201第6腳，進(jìn)行過載，短路保護(hù)。R2

4、0，R21為芯片外圍工作參數(shù)，分別接在PT2201第5腳和第4腳，主要是設(shè)定工作頻率，參考芯片手冊(cè)可得到相關(guān)設(shè)計(jì)公式。PT2201第2腳接光藕U4的輸出端，用來檢測輸出電壓。光藕U4和ZD2，R39，R42一起構(gòu)成輸出檢測電路，ZD2為30V穩(wěn)壓管，當(dāng)輸出電壓大于30V時(shí)，光藕1腳，2腳導(dǎo)通，電壓降為1V，產(chǎn)生電流，調(diào)節(jié)輸出4腳的電壓，PT2201檢測到光藕4腳電壓的變化后再調(diào)節(jié)開關(guān)管Q3的開關(guān)頻率，最終使輸出電壓穩(wěn)定在30V。四2路DC-DC隔離降壓工作原理與1路同樣，不再贅述，所不同的是這里多出了一組輸出而已，D13，C26組成整流濾波電路，產(chǎn)生7V左右電壓，再經(jīng)過L5，C27濾波后可是電

5、壓信號(hào)更為干凈，Q5三極管工作在放大區(qū)作為調(diào)整管調(diào)節(jié)輸出電壓，R51可起到輸出保險(xiǎn)的作用，這里的5V穩(wěn)壓主要通過U6TL431來實(shí)現(xiàn)，U6有三個(gè)腳，其中1腳是內(nèi)部給定的2.5V基準(zhǔn)，R45，R46是輸出取樣電阻，R45取10K，R46取10K，因?yàn)榱鬟^R45，R46的電流一樣，R45兩端電壓為2.5V，那么R45+R46就是5V了，當(dāng)5V輸出因?yàn)槟撤N原因突然變大時(shí)，會(huì)使TL431的輸出端3腳對(duì)2腳電流增大，電壓降低，從而減弱Q5三極管的導(dǎo)通電流，是輸出減小，達(dá)到穩(wěn)壓的目的，反之也一樣，所以在輸出會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的5V輸出，這個(gè)具體的可以參考TL431的工作原理。 同時(shí)，這個(gè)5V還要提供單片機(jī)的供電，

6、第六個(gè)項(xiàng)目里面會(huì)講到五。2路PT4201穩(wěn)壓控制部分工作原理與PT2201一樣，仔細(xì)看外圍電路沒有多大區(qū)別，不再贅述。所不同的是這里的反饋光藕是通過TL431來調(diào)節(jié)的。U8TL431第一腳電壓為2.5V，R54，R56是輸出取樣電阻，可以得到VOUT=（2.5V/R56）*（R56+R54）， （2.5V/R56）是流過R56的電流，這個(gè)電流乘以總電阻就是總的輸出電壓，當(dāng)輸出電壓因?yàn)槟撤N原因突然變大時(shí)，會(huì)使TL431的輸出端3腳對(duì)2腳電流增大，電壓降低，則流過光藕U7第1腳和2腳的電流增大，時(shí)光藕4腳電壓降低，PT4201進(jìn)而減小開關(guān)Q4的開關(guān)頻率，從而使輸出電壓降低，達(dá)到穩(wěn)壓目的，反之也一樣

7、。這里的R55，C30是一個(gè)積分調(diào)節(jié)器，用來避免輸出穩(wěn)壓調(diào)節(jié)太快而使整個(gè)回路產(chǎn)生振蕩，特別滿載充電和電池充滿的時(shí)候。六單片機(jī)恒流充電控制如下圖所示，1 C5為28V/4A輸出電容，Q1IRF4905為PMOS，ZD1沒有安裝，R9，R10，R12，R14，Q2構(gòu)成了Q1的驅(qū)動(dòng)電路，這個(gè)電路的控制端是R12和R14的連接點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)再接到單片機(jī)U2的第一腳，（這里圖紙有錯(cuò)誤，更正下，單片機(jī)的第1腳沒有接R27，C13，U3第5腳的連接點(diǎn)，而是接在R12和R14的連接點(diǎn)）。也就是說，Q1的導(dǎo)通或者關(guān)閉是受單片機(jī)控制的。2 R13，R16，R19，R18，C9構(gòu)成了電池電壓檢測電路，送到單片機(jī)第2腳。

8、同時(shí)送給U3 LM393的第3腳。3 R28，R27，C13構(gòu)成了充電電流檢測電路，送給LM393 U3的第5腳。開機(jī)后，單片機(jī)供電5V正常，單片機(jī)工作，C5兩端28V電壓正常，準(zhǔn)備充電。如果此時(shí)沒有接電池，則通過第2項(xiàng)后單片機(jī)檢測不到電壓，單片機(jī)會(huì)關(guān)閉Q1，是PMOS 沒有輸出，也就是在輸出端測量不到電壓，同時(shí)控制綠燈亮，反之，如果接上電池，單片機(jī)能夠檢測到電壓，單片機(jī)就會(huì)通過第1項(xiàng)打開Q1開關(guān)管進(jìn)行充電，同時(shí)控制紅燈亮，當(dāng)檢測到這個(gè)電壓高于27.5V時(shí)，控制綠燈亮，關(guān)閉紅燈，同時(shí)以很低頻率間歇性控制Q1充電。 過流保護(hù)和過壓保護(hù)是通過U3LM393來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)U3通過第3項(xiàng)檢測到充電電流大于設(shè)定值4A時(shí)，LM393第7腳會(huì)輸出高電壓大約2V，是變壓器原邊PT2201關(guān)閉主電路起到保護(hù)作用，實(shí)際上這個(gè)動(dòng)作是間歇性的，電流大于4A保護(hù)，保護(hù)后又開，間歇?jiǎng)幼鳎皇菚r(shí)間很短，所以看起