實用手機萬能充電器電路原理圖和分析說明

手機萬能充電器損壞或喪失后，無法修復(fù)或購不到同型號充電器，使手機無法使用。萬能充電器廠家看到這樣的商機，深受用戶的歡送。下面以深圳亞力通實業(yè)生產(chǎn)的四海通S538型萬能充電器為例，介紹其工作原依據(jù)實物測繪出其工作原理圖，見附圖，供修理時參考。四海通S538型萬能充電器在外觀設(shè)計上比較獨特，面板上承受透亮塑料制作的半橢圓形夾子，透亮塑料面板上固定有兩個距離可調(diào)整的不銹鋼簧片作為充電電極。面板的尾部并排有1個測試開關(guān)(極性轉(zhuǎn)換開關(guān))和4個狀態(tài)指示燈，用戶依據(jù)需要可以調(diào)整充電器電極距離和輸出電壓極性，并通過狀態(tài)指示燈可便利看出電池的充電狀況。一、工作原理該充電器電路主要由振蕩電路、充電電路、穩(wěn)壓保護電路等組成，其輸入電壓AC220V、50／60Hz、40mA，輸出電壓DC4．2V、輸出電流在150mA～180mA。在充電之前，先接上待充電池，看充電器面板上的測試指示燈TEST是否亮。假設(shè)亮，表示極性正確，可以接通電源充電；否則，說明電池的極性和充電器輸出電壓的極性是相反的，這時需要按一下極性轉(zhuǎn)換開關(guān)AN1(測試鍵)才行。具體電路原理如下。振蕩電路該電路主要由三極管VT2及開關(guān)變壓器T1220V經(jīng)二極管VD2100VT1-1VT2c壓經(jīng)啟動電阻R4為VT2bVT2導(dǎo)通。此時，三極管VT2T1組成的間歇振蕩電路開頭工作，開關(guān)變壓器T1-1初級繞組中有電流通過。由于正反響作用，在變壓T1-2R1和電容C1加到VT2bVT2b大，快速進人飽和區(qū)。隨著電容C1VT1的bVT2退出飽和區(qū)，其集電極電流開頭削減，變壓器T1-1T1-2繞組感應(yīng)的反向電壓，使VT2快速截止，完成一個振蕩周期。在VT2進入截止期間，變壓器T1-35．5VVD3充電電路該電路主要由一塊軟塑封集成塊IC1(YLT539)和三極管VT3等組成。從變壓器T1-35．5V經(jīng)二極管VD3整流、電容C38．5V一局部加到三極管VT3的e極；另一局部送到軟塑封集成塊IC1(YLT5391集成塊IC1有了工作電源后開頭啟開工作8腳輸出低電平充電脈沖VT3電壓開頭向電池E當(dāng)待充電池E4．2VR11、R12IC16該電壓低于集成塊IC1IC18VT3b也越低，其導(dǎo)通量越大，直流電壓8．5V經(jīng)極性轉(zhuǎn)換開關(guān)S1向電池EIC12、34腳和電容C42R16送至充電指示燈LED1(綠)的正極，其負極接到集成塊IC18IC18電指示燈LED1IC18壓漸漸上升，充電指示燈LED1當(dāng)電池E4．2V左右時，集成塊IC161．8V。此時，集成塊IC18VT3截止，充電指示燈LED1光而熄滅，布滿指示燈LED2(綠)由滅變亮。穩(wěn)壓保護電路該電路主要由三極管VT1、穩(wěn)壓二極管VDZ1等組成。過壓保護：當(dāng)輸出電壓上升時，在變壓器T1-2C2電壓上升。當(dāng)電容C2VDZ1VDZ1VT2的基極電壓拉低，使其導(dǎo)通時間縮短或快速截止，經(jīng)開關(guān)變壓器T1耦合后，使次級輸出電壓降低。反之，使輸出電壓上升，從而確保輸出電壓穩(wěn)定。過流保護：在接通電源瞬間或當(dāng)某種緣由使三極管VT2的電流過大時，在R5、R6上的壓降就大，使過流保護管VT1VT2VT1R6的壓降，使電容C2兩端電壓上升，此后過流保護過程與穩(wěn)壓原理一樣，這里不再重復(fù)。三極管VT1是過流保護管，R5、R6VT2二、常見故障檢修1：接上待充電池及電源后，電源指示燈PWLED3及測試指示燈TESTLED4亮，而充電LED1指示燈LED2分析檢修：這種故障多是充電器開關(guān)振蕩電路沒有工作所致。在實際檢修過程中，覺察開關(guān)管VT2和電阻R6損壞最多。一般狀況下，電池E的充電電路工作電壓較低，其元件損壞的概率不是很大，也就是開關(guān)變壓器T12：接上待充電池及電源后，各狀態(tài)指示燈顯示正常，但就是充不進電或充電時間長。分析檢修：這種故障多是三極管VT3(8550)損壞，用正常管子換上后，即可排解故障。假設(shè)三極管VT3正常，再用表測電容C3(100μF／16V8．5VR7或集成塊IC1，集成塊IC1T15．5VC3或整流二極管VD3開關(guān)變壓器T1再送一個萬能充的電路圖：手機充電器淺析“://linkwan/“l(fā)inkwan林和安vincent〔ITU〕2023202320.852.868機。而彈丸之地的香港，更是人均超過一部。一般使用最廣泛的是旅行充電器大局部旅充都屬于快速充電器，充電時間在1-3路上分析，很多產(chǎn)品外觀類似，但內(nèi)部線路卻大不一樣，其性能也大不同。一些充電器自詡為“微電腦掌握”，其實其設(shè)計連廉價的運算放大器ICIC高檔或名牌的充電器中。所以我們不能輕信所謂“微電腦掌握”，尤其是廉價型產(chǎn)品?？茖W(xué)的充電器，可以檢測出電池充電飽和時發(fā)出的電壓變化信號，比較準確地完畢充電工作。高頻開關(guān)電源技術(shù)將輸入的較高的溝通電壓(AC)轉(zhuǎn)換為手機充電所需要的較低的直流電壓(DC對脈沖寬度的轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)，這就叫做脈寬調(diào)制PWM。70%-8050%左右。高頻開關(guān)電源電路一般主要包括以下幾局部：抗干擾電路〔EMI〕：由一個線圈和兩個電容組成，通常有兩級EMI。功能是濾除由電網(wǎng)進來的各種干擾信號，防止電源開關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)。PFCPFC〔PowerFactorCorrection〕即“功率因子校正”，主要用來提高電子產(chǎn)品對電能的利用效率。開關(guān)電源承受傳統(tǒng)的橋式整流、電容濾波電路會使AC輸入電流產(chǎn)生嚴峻的波形畸變，向0.6諧波污染與干擾?！灿行┖喴仔偷某惺馨氩ㄕ骱透邏弘娊怆娙萁M成。220V300V開關(guān)電路：一般包含周密穩(wěn)壓、PWM掌握、開關(guān)管、驅(qū)動變壓器。保護電路：好的充電器設(shè)計一般都包含各種保護功能，如輸入過壓保護、輸入過流保護、輸出過流保護、輸出過壓保護、輸出短路保護、過溫保護等。一般簡易的手機旅行充電器，功率都很小，實際對電網(wǎng)的影響有限，對電源質(zhì)量如穩(wěn)壓精度含量等要求也不高，也為了降低本錢，其EMIPFC簡易自激式開關(guān)電源充電器電路以下圖為一款NOKIA本錢低廉。AC220V電壓經(jīng)D3C1+300VT初級繞組L1開關(guān)管Q2cR3加到Q2bQ2L1動勢，則L2L2中的感應(yīng)電動勢經(jīng)R8、C2正回饋至Q2bQ2入飽和狀態(tài)。在Q2飽和期間，由于L1中電流近似線性增加，則L2R8、R6、Q2的b-e結(jié)給C2充電，隨著C2Q2bQ2退出飽和狀態(tài)，流過L1L1、L2R8、C2Q2+300V電壓經(jīng)R3、R8、L2、R16C2C2漸漸上升，當(dāng)升至肯定值時，在R3的作用下，Q2再次導(dǎo)通，重復(fù)上述過程，如此周而復(fù)始，形成自激振蕩。在Q2L3D7截止；在Q2L3動勢極性為上正下負，D7圖中，VD1、Q1L2D1C4VD15.6VQ1bQ1Q2bQ2上述相反。另外，R6、R4、Q1Q2R6Q1Q2截止，以防止Q2適用于多種電池的充電器電路接下來介紹一款MOTO手機旅行充電器。該充電器具有鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉(zhuǎn)換開關(guān)，并150～250V、40mA300±50mA220V市電經(jīng)VD1～VD4橋式整流后在V2c300VV2器組成間歇振蕩器。開機后，300VV2cR2V2bV2IcV2關(guān)變壓器次級繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使VD79V饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖經(jīng)VD5整流、C1濾波后產(chǎn)生一個與振蕩脈沖個數(shù)呈正比的直流電壓。此電壓假設(shè)超過穩(wěn)壓管VD17VD17V2的bV2的截止時間與其輸出電壓呈反比。VD17的導(dǎo)通／截止直承受電網(wǎng)電壓和負載的影響。電網(wǎng)電壓越低或負載電流越大，VD17的導(dǎo)通時間越短，V2VD5VD17通時間越長，V2V1R5V2IeV2IeR5上的電壓降使V1V2VD17補償。VD17V2V1V2SW1是鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉(zhuǎn)換開關(guān)。SW1與周密基準電源SL431為運放LM324⑨供給兩個不同的周密基準源，由SW1切換。在給鎳鎘、鎳氫電池充電時，LM3240．09V〔空載〕；在給鋰離子電池充電時，LM324⑨腳的基準電壓約為0．08V〔空載〕，這種設(shè)計是由這兩種類型電池特有的化學(xué)特性打算的。按下SW2，V5基極瞬間得一低電平而導(dǎo)通，可充電池上的剩余電壓通過V5的ecR17上放電，同時放電指示燈VD14點亮。在按下SW2R16、R13C9濾波后為V4的bV4導(dǎo)通，這相當(dāng)于短接SW2。隨著放電時V4V4電終止，充電器隨即轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)。3VR40R412.53V送入運算放大器的同相端③、⑤、⑩腳，由于LM324⑨腳電壓在負載下始終為2.66V，因此⑧腳輸出低電平，V3＋9V電壓通過V3ecVD8IC1ｄ在電容C6{14}腳輸出的是脈沖信號，由于IC1⑧腳為低電平，因此VD12處于閃耀狀態(tài)，以指示電池正在充電，對應(yīng)容量20%。隨著充電時間的延長，可充電池上的電壓漸漸上升。當(dāng)R40、R412．58V時，即IC1③腳等于2．58V時，IC12．57V，其①腳輸出高電平〔由于在充電時，IC1⑨2．66V，V6IC10．08V，V6〕，VD10、VD1140%、60%。當(dāng)R40、R412．63V時，即IC12．63V，其⑥腳經(jīng)電阻分壓后得63VD980IC266V時，⑧腳才輸出高電平，VD13點亮，對應(yīng)充電容量為100%。即使VD13VD12這表示電池仍未到達完全飽和。只有IC1⑧腳電壓＞6．5VVD12和。VD16在電路中起過充、過流保護作用，VD8起反向保護作用，避開充電器斷電后，電池反向放電。PWM比較型的旅行充電器設(shè)計，多承受內(nèi)置高壓MOSFET的PWM掌握器專用芯片。典型的如SD4840，內(nèi)部框圖如下。式，從而有效地降低電路的待機功耗。電路內(nèi)部集成了各種特別狀態(tài)保護功能，包括欠壓鎖定護、脈沖前沿消隱、過流保護和過溫保護等功能。在電路發(fā)生保護后，電路可以不斷自動重啟，直到系統(tǒng)正常為止。使用SD4840芯片增加少量的外圍元器件效率和牢靠性都有保證。如上圖是一款手機充電器外型及內(nèi)部構(gòu)造，其內(nèi)部電路如以下圖所示。欠壓鎖定和自啟動電路開頭時，經(jīng)過整理和濾波后的高壓DC通過啟動電阻R2R3對Vcc腳電容充電。當(dāng)Vcc12V，U1開頭工作。一旦電路發(fā)生保護，輸出關(guān)斷，由于此時U1供電由關(guān)心繞組經(jīng)D6供給，Vcc開頭降低，當(dāng)Vcc8VVcc作。內(nèi)置軟啟動電路為了減小在上電過程中變壓器的應(yīng)力，防止變壓器飽和，使得輸出電流的最大值啟動后緩慢增加。上電時，U115ms，軟啟動電路完畢工作，對正常工作不影響。頻率抖動電路為了降低EMI，本電路使得振蕩頻率不斷變化，削減在某個單一頻率的對外輻射。振蕩頻率在一個很小的范圍內(nèi)變動，從而簡化EMI輕載模式掌握該方式可以有效地降低待機功耗。當(dāng)FB500mV，正常工作。當(dāng)350mV<FB<500mV時有兩種狀況，一種狀況是，F(xiàn)B350mV狀況一樣，開關(guān)不動作。另一種狀況是，F(xiàn)B電壓由高到低，為減小開關(guān)損耗，避開開關(guān)導(dǎo)通時間過短，此時調(diào)高電流比較器的比較點間。在輕載條件下，開關(guān)調(diào)整狀況如下：輕載時，F(xiàn)B電壓在約0.5V以下。當(dāng)FB電壓由高到低變化時，由于電流比較器的比較點較高，輸出功率較大，輸出電壓上升〔上升的快慢取決于負載的大小〕，使得FBFB電壓低于350mV；當(dāng)FB<350mV，開關(guān)不動作，輸出電平下降〔下降的快慢取決于負載的大小〕，使得FB上升。當(dāng)負載較輕時，以上動作重復(fù)變化，輸出連續(xù)脈沖，削減了開關(guān)次數(shù)，實現(xiàn)了較低的功耗。前沿消隱電路在U1內(nèi)部電流掌握環(huán)路中，當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通瞬間會有脈沖峰值電流，假設(shè)此時采樣電流值，會產(chǎn)生錯作。在電路有輸出驅(qū)動以后，PWM比較器的輸出要經(jīng)過一個前沿消隱時間才能去掌握關(guān)斷輸出。過壓保護當(dāng)VCC直到電路發(fā)生上電重啟。超載保護當(dāng)電路發(fā)生超載，會導(dǎo)致FBFB保持，直到電路發(fā)生上電重啟。逐波限流在每一個周期，峰值電流值由比較器的比較點打算，該電流值不會超過峰值電流限流值，保證MOSFET上的電流不會超過額定電流值。當(dāng)電流到達峰值電流以后，輸出功率就不能再變大，從而限制最大的輸出功率。假設(shè)負載過重，會導(dǎo)致輸出電壓變低，反映到FB端，導(dǎo)致FB上升，發(fā)生超載保護。特別過流保護假設(shè)次級二極管短路，或變壓器短路，會引起該現(xiàn)象。此時，不管前沿消隱〔L.E.B〕時間，一旦過流，過350nS馬上保護，且對每一個周期都起作用。在電流感應(yīng)電阻上的電壓到達1.6伏時，發(fā)生這個保護。當(dāng)發(fā)生該保護時，輸出關(guān)斷。該狀態(tài)始終保持，直到發(fā)生欠壓以后，電路啟動。過寵保護假設(shè)電路發(fā)生過熱，為了保護電路不會損壞，電路會發(fā)生過寵保護，關(guān)斷輸出。該狀態(tài)始終保持，直到發(fā)生欠壓以后，電路啟動。手機充電器的安全10元，1003計可見，有不同的設(shè)計理念，不同的電路應(yīng)用，不同的器件，帶來不同的功能和性能，不同的質(zhì)量和牢靠性。其實，還是印證了那句古話“一分錢一分貨”。路及過流的保護裝置，生產(chǎn)符合IEC60950規(guī)格，符合國際安全標準。而太廉價的“山寨”貨，可能存在安全隱患。具有防火防護功能。下面列舉一些相關(guān)標準對手機充電器安全性方面的要求：8mm的距離處，與管件接觸件中心線相交的水平軸線轉(zhuǎn)動。為保持嚙合面垂直而必需加到插座上的附加力矩不應(yīng)超過0.25Nm。防觸及性〔電擊及能量危急〕：充電器正常使用時應(yīng)具有防觸及性，防止電擊及能量危急。假設(shè)操作人員接觸。500V二次電路對外殼及一次電路對二次電路進展測試，充電器的絕緣電阻應(yīng)不低于2MΩ。合要求后才能進展絕緣強度的試驗。一次電路對外殼、一次電路對二次電路應(yīng)能承受50Hz、有效值為1500V〔漏電流≤10mA〕，50