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诺基亚USB手机充电器AC-8C 中山市技师学院 葛中海 如图3-13所示为赛尔康技术（深圳）有限公司为诺基亚制造USB手机充电器AC-8C。产品规格：输入AC100～240V，50Hz-60Hz150mA；输出5V@600mA。 图3-13 诺基亚USB手机充电器AC-8C 如图3-14所示为诺基亚USB手机充电器AC-8C电路原理图。由于充电器的输出功率较小、体积小，所以没有设置共模干扰抑制电路。市电经保险（也叫熔断电阻，兼具电阻和保险丝的双重功能）输入，D5～D8桥式整流、、与组成型滤波电路；滤波后的电压经变压器M1初级绕组加到开关管T2（13003G）的集电极。是磁阻，抑制差模干扰。 图3-14 诺基亚USB手机充电器AC-8C电路原理图 满载时，AC110V输入整流滤波后的直流平均电压约为160V，如图3-15所示。若是AC220V输入，则整流滤波后的直流平均电压为AC110V输入的2倍。 图3-15 AC110V输入整流滤波电压波形 1．工作原理 初始上电时，电阻和给T2提供启动电流，一旦启动工作，断开和系统仍能自激振荡，但断电后不能重新启动，故和称启动电阻。 T2导通时，集电极电流由零开始上升，主绕组（1-4）电感励磁储能，感应电压“上正下负”。根据变压器同名端可知，辅助绕组（2-3）感应正极性电压，经阻容振荡电路（、）加到T2基极、加速其导通饱和；次级侧，二极管D51截止。T2截止时，变压器绕组极性反转，辅助绕组形成使T2基极电流减小的正反馈、加速其截止，放电以准备进入下一个振荡周期；次级侧，二极管D51导通，变压器次级释放能量供给负载。 在图3-14中，充电时间设定了T2导通的最大脉冲宽度。实际上，在开关电源中，所谓开关管的饱和并非指手册上规定的集电极饱和电流，而是电容充电临近结束时，使加到开关管基极的正反馈电流减小，开关管达到的状态。也就是说，这种饱和是限制下的饱和，使开关管的减小，通过正反馈转入截止状态。 辅助绕组电压“上负下正”时，由D2、整流滤波给光耦中的光电晶体管提供电源；当光耦中的光电二极管发光增强，光电晶体管导通电流增大，经电阻加到脉宽调制管T1的基极，分流开关管T2的基极电流，促使其提前导通，占空比减小，输出电压降低。 次级侧，二极管D51整流、滤波的电压一路经给光耦（IC51）中的光电二极管供电；二路经稳压二极管D83、D84与并联电阻返回；三路经、输出供给手机或充电宝充电。充电电流的路径：二极管D51→→负载→GND2→→GND1（返回次级）。 2．稳压输出 一般来说，刚充电时电流较大，并联电阻的压降较大，经电阻使T51导通。此时，光耦中的光电二极管受T51控制，发光最强。因此，光耦中的光电晶体管发射极输出电压最高，反馈控制作用也最强。此时，次级整流输出电压，即电容两端电压最高，等于稳压二极管D83、D84两端的电压与的压降之和。图3-14所示原理图标注的几个电压数值就是这种工作状态下测得的，可见充电电流可达690mA（=69mV/=69mV/0.1Ω）。 电池充电后期所需电流减小，并联电阻的压降减小，可能不足以使T51导通，此时，次级整流输出电压，即电容两端电压最高随充电电流而变化，仍然等于稳压二极管D83、D84两端的电压与的压降之和。 无论负载状况如何，稳压二极管D83、D84两端的电压均由D82（TL431）决定。根据TL431的工作原理，该电压为 =2.5=5V 虽与并联（太小），但阻值太大，可忽略不计（去掉该元件对工作无影响）。与串联后并联于TL431的R和K之间，用于频率补偿。 由于手机电池及充电宝都不是恒压负载，当其电压低时（比如，电用完时为3.7V）充电电流大，电压高时（比如，即将充满时为4.2V），充电电流小。因此，在稳压输出电路中串联一只阻值很小的电阻。大电流时压降大，电池内部充电管理电路模块两端的电压低，有利于减小其功耗；电池电压升高后小电流充电，此时压降小，有利于对电池充电。 3．过流保护 是过流检测电阻，是一个非常关键的元件，它两端电压与开关管T2发射极电流成正比。当两端电压超过T1发射极死区电压时，T1开始导通、分流T2基极电流。比如，若由于某种原因导致反馈失效，开关管T2导通时间过长、电流过大。T2的发射极输出电流约300mA时在上的压降约为0.66V（=300mA2.2Ω），该电压经与低通滤波使T1导通，分流开关管T2的基极电流，抑制开关管T2输出电流进一步增大。 4．温度补偿 由前述原理分析可知，T51在大电流充电时起控。可以想象，大电流充电时变压器、开关管T2和整流二极管D51都会发出较多热量，若环境温度也高，热量不易散失，则密封塑料壳中的充电器所有元器件都要受到温升的影响，其中，影响最为严重