5v手机充电器原理图(三款充电器电路原理图详细)

电源电路图

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描述

5v手机充电器原理图(一):5V锂电池充电器电路详细

电源单元

电源单元是各个单元的能量供应站,它由变压器,全桥整流,三端稳压器构成。变压器把220V交流电变成交流15V,然后通过全桥整流把交流电变成直流电两个有极性电容作电源的低频滤波,此处的无极性电容作电源的高频滤波,而三端稳压器7809把电源电压稳压输出一个比较稳定的直流电压。理论分析2端口为2U=9V电压,1端口为1.22U压。

锂电池

电池采样单元

电池采样单元在整个电路作为信息的源泉,它承担着电池剩余量的采样,回馈给逻辑单元,逻辑单元的决策完全取决于电池采样单元。5V防止电池放电,起到了保护作用,R7对电池进行采样电阻,然后采样电压与基准电压进行比较。

锂电池

逻辑处理单元

逻辑处理单元是电池充电电路的中间站,每个过程都需要经过逻辑处理部分电路,它是对电池采样单元做出逻辑决定,根据采样值来决定电池进行的是恒流充还是恒压充。

锂电池

逻辑处理单元对电池采样的电压与基准电压比较,来决定电池的充电模式的,基准电压通过V2管来满足,因而V2管选择上要达到恒流恒压临界电压,采用IN5991来满足;而运放管选用741(单集成运放)来进行比较(采样电压与基准电压);然后进行比列运算来对电压差进行放大,R8,R10的和与R9的商即为放大的倍数,同理,R15,R12的和与R14的商为放大的倍数,输出的电压是否满足恒流或恒压模式的电压。设采样电压为3V,而基准电压为4.3V,则此时输出电压为(3-4.3)*110V,为负值,充电模式为恒流充电模式,只有当采样电压稍大于基准电压,便转入到恒压模式。

恒流恒压转换单元

恒流恒压单元是电池进行的恒流模式和恒压模式转换的中间站,当电池低电压在4.2V以下V6导通V7截止,电池进行恒流充电;当电池电压在4.2V时,V7导通,V6截止,电池进行恒压充电,V4导通,蓝灯LED亮;而R4作为三端调整管的调压电阻。

电池保护电路

锂电池充电器保护电路是电池充电电路不可或缺的部分,它主要是防范电池过充;该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01,充、放电控制MOSFET1(内含两只N沟道MOSFET)等部分组成,单体锂电池接在B+和B-之间,电池组从+VCC和—VCC输出电压。

充电时,充电器输出电压接在+VCC和—VCC之间,电流从+VCC到单体电池的B+和B-,再经过充电控制MOSFET到—VCC。在充电过程中,当单体电池的电压超过4.35V时,专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断,锂电池立即停止充电,从而防止锂电池因过充电而损坏。

锂电池

放电过程中,当单体电池的电压降到2.30V时,DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断,锂电池立即停止放电,从而防止锂电池因过放电而损坏,DW01的CS脚为电流检测脚,输出短路时,充放电控制MOSFET的导通压降剧增,CS脚电压迅速升高,DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断,从而实现过电流或短路保护。

整体电路

锂电池

充电电路是由电源单元,电池采样单元,逻辑处理单元,恒流恒压转换单元,电池过充保护电路构成;电源通过变压器降压然后经整流管整流把交流变直流,然后经LM317三端调整管,保持输出一个稳定的电流,即输出电流为恒流I=1.25×(1+R3/R4)+Iq;Iq为三端调整管输出电流可忽略。

5v手机充电器原理图(二):5V-USB充电器电路

下面是对着实物绘制的电路原理图:为了简化电路,达到学习目地,图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用,用一个二极管D1完成整流作用。接通电源后,C1会有300V左右的直流电压,通过R2给Q1的基极提供电流,Q1的发射极有R1电流检测电阻R1,Q1基极得电后,会经过T1的(3、4)产生集电极电流,并同时在T1的(5、6)(1、2)上产生感应电压,这两个次级绝缘的圈数相同的线圈,其中T1(1、2)输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电;其中T1(5、6)经D6整流、C2滤波后通过IC1(实为4.3V稳压管)、Q2组成取样比较电路,检测输出电压高低;其中T1(5、6)、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路,让Q1工作在高频振荡,不停的给T1(3、4)开关供电。当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时,T1(5、6)、IC1取样比较导致Q2导通,Q1基极电流减小,集电极电流减小,负载能力变小,从而导致输出电压降低;当输出电压降低后,Q2取样后又会截止,Q1的负载能力变强,输出电压又会升高;这样起到自动稳压作用。

锂电池

本电路虽然元件少,但是还设计有过流过载短路保护功能。当负载过载或者短路时,Q1的集电极电流大增,而Q1的发射极电阻R1会产生较高的压降,这个过载或者短路产生的高电压会经过R3让Q2饱和导通,从而让Q1截止停止输出防止过载损坏。因此,改变R1的大小,可以改变负载能力,如果要求输出电流小,例如只需要输出5V100MA,可以将R1阻值改大。当然,如果需要输出5V500MA的话,就需要将R1适当改小。注意:R1改小会增加烧坏Q1的可能性,如果需要大电流输出,建议更换13003、13007中大功率管。

安装注意事项:

1、正确插入元件,按照从低到高、从小到大的顺利安装,极性要符合规定。对于手工安装,元件应分批安装。如此板先电阻→二极管→三极管→电容→变压器→USB座1、Q1、Q2千万不要装错,Q1应选用耐压500V以上具有开关特性的管子,Q2耐压几十伏就行了,Q2适合选放大特性好的管子,这两种管子的管脚排列可能会不同常规,请以测量为准。

2、IC1、D6请千万不要装错,同样是玻璃封装的二极管,一个是4.3V的稳压二极管,一个普通二极管,其中IC1只是PCB板上的符号,二极管只占用两个PCB元件孔。

3、1N4007、FR107、1N5819请不装错,1N4007是低频二极管,FR107是高频高压二极管,1N5819是低电压高频肖特基二极管,都是不能装错位置的。(代换关系:FR107可以代替1N4007,反之则不行;而1N5819则不能用其它二极管代替,1N5819的导通电压很低,相当于锗管的导通电压,因此,低电压整流效率很高,如果一定要用其它二极管代替,则出输出功率下载,发热严重,效率变低。)记住:FR104(7)是高频输出整流二极管,1N4007才是电源整流二极管。

通电测试线路板:

仔细检查线路板安装无误后,要通电试板时,可以在PCB板直接焊一个220V插头线,为了安全起见,请大家先在电源串联一个10W的白炽灯泡,以防止短路或者接错,千万注意安全,还有,元件一不小心就烧坏了,烧坏了需要再买才行。如果安装无误,用万用表可以测得USB1脚和4脚应有5V的电压输出,电源指示灯亮,确认电路板装配无误。

5v手机充电器原理图(三):手机充电器电路图

从这个电路的结构来看,可以推测出来,这个电源应该是反激式的。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,将开关管的最大电流限制在140mA左右)。

锂电池

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,采样电压越负。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,那么取样电压就越负,当负到一定程度后,6.2V稳压二极管被击穿,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。右边的次级绕组就没有太多好说的了,经二极管RF93整流,220uF电容滤波后输出6V的电压。没找到二极管RF93的资料,估计是一个快速回复管,例如肖特基二极管等,因为开关电源的工作频率较高,所以需要工作频率的二极管。这里可以用常见的1N5816、1N5817等肖特基二极管代替。

同样因为频率高的原因,变压器也必须使用高频开关变压器,铁心一般为高频铁氧体磁芯,具有高的电阻率,以减小涡流。

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jf_94461263 2022-12-10
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这是作者自己设计的电路图吗?直接把交流电220伏变压成15伏交流电再整流成直流电,然后再通过三级管降压成9伏直流电,再通过稳压电路变成5伏手机充电?好像很有道理,又好像很鸡肋! 收起回复
巨龙腾飞281 2022-11-01
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