一个完整的支持快充的手机充电器包含如下几个部分:整流(整流桥实现)、高频变压器、同步整流芯片、PWM控制器、快充协议(USB-PD、QC、PPS等快充协议)芯片以及Type-C接口,该接口配合快充协议可以实现手机的快速充电,这个取样电阻所形成的电压经开关二极管1N4148后加到三极管C945的基极上,这样以来这个手机充电器其是就是一个恒流充电电源,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,一个完整的快充手机充电器的电路原理图如下图所示,由此可见手机充电器所用的变压器是体积小而转换效率高的脉冲开关高频变压器实现降压的,谁有手机充电器电路图并解释原理手机充电器是将电压220V 频率50HZ的交流电变为5.0V(电流大小可调)的直流电的过程。
手机充电器不用变压器是怎么降压的
朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。手机充电器是我们每天必须用的一种充电装置,从给出的两个充电器的实物电路板来看,它们都有一个类似变压器的装置,这种变压器不是用硅钢片制作的那种很笨重的变压器,而是用铁氧体作为骨架制作的一种隔离变压器,通常我们把这种装置称之为高频脉冲变压器。下面我与朋友们谈谈它是如何实现降压输出的。
手机充电器的降压工作过程
1、主电路的整体降压过程
下图是一款手机充电器的电路原理图,我们从电源的输入端来看,当插上电池充电器时市电的220伏交流电压就会通过整流二极管1N4007输出大约300V的脉动直流电,然后经过耐压400V,10UF的电解电容滤波后,就会得到平滑的直流电一路加到510K的启动电阻上,给开关管13003的基极提供电流用的;另一路直接加在高频隔离脉冲变压器的初级线圈的一端上。-手机充电器电路图
下面我们在看电路的另一端,它一般是通过一个10欧姆的保险电阻器,作为短路保护的。万一出现短路时,由于较大的短路故障电流这个电阻会自动熔断,能够对后面的电子元器件起到保护作用。
在这个电路上还有一个环节也是需要我们理解的,那就是由82K电阻、4700皮法的电容以及1N4007的二极管,这三个元器件构成了一个电压放泄回路,用来吸收脉冲变压器因为开关管的截止所产生的的感应高压。其目的是为了保护开关管被高压所损坏。其原理图如下图所示。-手机充电
下面就要说关键点了,这个关键点就是其核心器件开关管的导通与截止的转换过程。它是用来控制脉冲变压器一次绕组与电源的通断的。由于开关管的周而复始的导通与截止,在脉冲变压器的副边就会感应出相应的脉冲电压,这个电压再经过高速整流二极管RF93和220V的电解电容滤波后就会输出我们手机所输出的电压了,由于脉冲隔离变压器的次级线圈绕组比初级绕组匝数少的多,因而就形成了降压的效果了。-手机充电器电路图
2、开关管的导通与截止的工作过程
开关管的导通与截止是要通过三极管C945和脉冲变压器的反馈绕组配合才能完成它的导通与截止。我们从原理图中可以看到,在开关管13003的发射极的下方有一个10Ω的电阻,它其实是电流的取样电阻,这个取样电阻所形成的电压经开关二极管1N4148后加到三极管C945的基极上。当这个电压大约大于1.4V时三极管C945就会导通,把开关管13003的基极拉低后就会使13003的集电极电流变小小,从而限制了开关的电流,这样以来这个手机充电器其是就是一个恒流充电电源。-手机充电
总之,这个手机充电器是先恒流充电,然后再接近恒压充电,还有的充电器增加了恒流充电时间,减小了恒压充电时间,从而达到快速充电的目的。由此可见手机充电器所用的变压器是体积小而转换效率高的脉冲开关高频变压器实现降压的。-手机充电器电路图
以上就是我对这个问题的看法,欢迎朋友们参与讨论这个话题,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞!
谁有手机充电器电路图并解释原理
手机充电器是将电压220V 频率50HZ的交流电变为5.0V(电流大小可调)的直流电的过程,所以总体的思路一定是降压和整流。详解如下:
手机充电器的目分析一个电源,往往从输入开始着手。 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 欧的电阻用来做保护的,如果后面出现故障等导致过流,那么这个电阻将被烧断,从而避免引起更大的故障。右边的 4007 、 4700pF 电容、 82K Ω电阻,构成一个高压吸收电路,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 为开关管(完整的名应该是 MJE13003 ),耐压 400V ,集电极最大电流 1.5A ,最大集电极功耗为 14W ,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。由于图中没有标明绕组的同名端,所以不能看出是正激式还是反激式。-手机充电
不过,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 510K Ω为启动电阻,给开关管提供启动用的基极电流。 13003 下方的 10 Ω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)。-手机充电器电路图
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。-手机充电
而下方的 1K Ω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。-手机充电器电路图
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。的是将输入220v 50HZ的交流电变为5.0v(电流大小可调)的直流电的
为什么Type-C接口充电快
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安卓系智能手机的旗舰级开始普及Type-C接口的充电接口,该接口配合快充协议可以实现手机的快速充电,充电功率从10W到18W,甚至有厂商做到了65W快充。这大大提高了充电效率。以前充电8小时甚至12小时的历史一去不复还了,快充的出现了方便了人们的用机体验。Type-C是如何实现快充的呢?下面从Type-C和快充协议两个方面和大家分享原因。-手机充电
1 MicroUSB接口定义
在Type-C之前,应用普遍的接口是microUSB,该种接口有5个针脚,但是只用了四个,分别为VCC、GND、D+和D-。D+和D-用来传输数据,VCC和GND实现充电,受线的影响,无法传输大电流。如下图就是MicroUSB接口的定义。-手机充电器电路图
所以,MicroUSB接口无法实现大电流充电,也就无法实现快充。
2 Type-C硬件接口定义
人们对Type-C最直接的了解就是:充电时不用区分插头的方向了。除此之外,细心的朋友可能会注意到,Type-C拥有更多的针脚,如下图就是Type-C的引脚接口定义。
从图中可以看出,该接口具有4对电源线,Type-C在硬件上默认支持5V/3A的充电规格,有了充电协议的支持后,理论上最大的输出功率可以达到100W,可见Type-C比MicroUSB的优势。那么Type-C接口如何实现大功率充电呢?这需要协议的支持。-手机充电
3 快充协议USB-PD
USB-PD是一种协议的名称,其英文全称为USB- Power Delivery,简称USB-PD,是目前应用最多、使用最广、最主流的快充协议之一,该协议有USB-IF阻值制定和规范,正是有了USB-PD,Type-C才能实现大功率充电,才实现了手机的快充。协议的东西在实现起来的时候是非常麻烦的,幸好半导体公司把USB-PD协议做成了芯片。在设计电路时使用该芯片即可,但是这需要充电器和手机在连接的时候需要握手成功,即相互确认快充功能,相互遵守快充协议,此后才开始快充。如下图,就是充电器里的快充协议芯片。-手机充电器电路图
USB-PD协议快充芯片需要通过USB-IF的认证才可以。常用的快充协议除了PD之外,还有QC和PPS,这三种快充协议是目前主流应用的快充协议,都需要通过相应的快充协议芯片来实现。
4 快充充电器的原理设计
现在手机充电器都做的很像一件艺术品,不仅体积小而且外观优美,再也不是以前功能机时代那种又黑又笨的大傻个了。手机充电器可以将交流电变为直流电,必然会涉及到变压和整流的过程,但是小体积怎么做到呢?首先要做的就是减小变压器的体积,而现在的手机充电器用的都是高频变压器,体积小效率高,这是充电器小体积的前提。除此之外,还需要用到PWM控制芯片、同步整流芯片和快充协议芯片。所以,一个完整的支持快充的手机充电器包含如下几个部分:整流(整流桥实现)、高频变压器、同步整流芯片、PWM控制器、快充协议(USB-PD、QC、PPS等快充协议)芯片以及Type-C接口。一个完整的快充手机充电器的电路原理图如下图所示。-手机充电
通过以上描述可知,手机要实现快充除了Type-C之外,还需要快充协议的支持。这就是Type-C支持快充的原因。希望以上回答能帮到大家。
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