请问充电器的内部结构是什么?它的工作原理是什么? 手机充电器工作原理是什么

作者&投稿:嬴功 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
1、工作原理 图1中C1、V1~V4、C2组成滤波整流电路,变压器T为高频变压器,V5、R2、C11组成功率开关管V7的保护电路,NF为供给IC电源的绕组。单端输出IC为UC3842,其8脚输出5V基准电压,2脚为反相输入,1脚为放大器输出,4脚为振荡电容C9、电阻R7输入端,5脚为接地端,3脚为过流保护端,6脚为调宽单脉冲输出端,7脚为电源输入端。R6、C7组成负反馈,IC启动瞬间由R1供给启动电压,电路启动后由NF产生电势经V6、C4、C5整流滤波后供给IC工作电压。R12为过流保护取样电阻,V8、C3组成反激整流滤波输出电路。R13为内负载,V9~V12及R14~R19组成发光管显示电路。图1中V5、V6选用FR107,V8选用FR154,V7选用K792。 现对变换环节作如下介绍: 从图1中可知,当V7导通时,整流电压加在变压器T初级绕组Np上的电能变成磁能储存在变压器中,在V7导通结束时,Np绕组中电流达到最大值Ipmax:Ipmax=(E/Lp)ton (1)---------------式中:E——整流电压;
Lp——变压器初级绕组电感;
ton——V7导通时间。
在V7关闭瞬间,变压器次级绕组放电电流为最大值Ismax,若忽略各种损耗应为:
Ismax=nIpmax=n(E/Lp)ton (2)
式中:n——变压器变比,n=Np/Ns,Np、Ns为变压器初、次级绕组匝数。
高频变压器在V7导通期间初级绕组储存能量与V7关闭期间次级绕组释放能量应相等:
n(E/Lp)ton=(Uo/Ls)toff-------------------式中:Ls——变压器次级绕组电感;
Uo——输出电压;
toff——V7关闭时间。
因为Lp=n2Ls,
则:(E/nLs)ton=(Uo/Ls)toff
Eton=nUotoff
Uo=(ton/ntoff)E (3)
上式说明输出电压Uo与ton成正比,与匝比n及toff成反比。
变压器在导通期间储存的能量WLp为:
WLp=(1/2)LpI2pmax (4)
变压器Lp愈大储能愈多。
变压器储存的能量能否在toff期间释放完,不仅与变压器的工作频率f有关,而且与次级绕组电感量Ls有关,更与负载的大小有关。
储能释放时间常数τ和V7关闭时间toff之间的差异形成变换器三种工作状态,下面分开介绍:
1)toff=τ这种状态为临界状态,各参数波形如图2所示。 图2 toff=τ的 波 形 图
图2中ub为Vp的控制电压波形;up为变压器初级Np电势波形;φ为变压器磁通变化波形;uces为V7集电极电压波形;ip、is为初、次级电流波形。
2)toff>τ各参数波形如图3所示。从图3中可以看出磁通�复位时V7关闭还持续一段时间,ip呈线性上升,is线性下降。 图3 toff >τ的 波 形 图变压器储存的能量等于电路输出能量。
(1/2)LpI2pmaxf=Uo2/RL Uo2=(1/2)LpI2pmaxRLf 将Ipmax=(E/Lp)ton代入上式,则式中:RL——电路负载电阻; T=1/f——变压器工作周期。式(5)中E、ton、T、Lp为定值,所以输出电压Uo随负载电阻RL的大小而变化,若忽略整流器件压降,则输出电压最大值应为: Uomax=(1/n)Up=(1/n)E (6) V7承受的反压应为: Ucc=E+Up=E+nUo (7) 3)toff<τ 各参数波形如图4所示。从图4中可以看出磁通�在toff期间不能复位,ip也不是从0开始线性增加,is下降不到0,这种工作状态输出电压Uo应满足如下关系: Eton=(Np/Ns)Uot Uo=(ton/toff)(Ns/Np)E 图4 toff <τ 的 波 形 图 上式说明在Lp较大的情况下,Uo只决定于变压器匝数、导通截止脉宽和电源电压E,而与负载电阻RL无关。 上述三种工作状态中,第二种工作状态输出电压Uo随负载电阻大小而变化,我们正好利用这个特点,满足充电器的充电特性。 从电路中可知,电路的负载电阻RL实际上是被充电电池的等效内阻,当电池电量放空时,等效内阻RL很小,随着充电量增大,其等效内阻升高,而电路输出电压Uo就是充电电压,其变化是随RL增大而升高,所以有如图5所示的充电特性曲线。从图5可以看出充电电流是随着RL增大而下降。io=uo/RL 充电电压uo、充电电流io都是随RL而变化,RL的变化曲线是电池的充电特性决定的,所以用单端反激电路作成的充电器其充电电压、电流有很好的跟随性。 图5 充 电 特 性 曲 线 当电池充满后,RL也就大到一定限度,充电电压也就进入饱和状态,充电电流自动进入浮充状态。 这样便大大简化了自动充电的控制电路。与相同性能的其它充电器电路相比,成本大大降低,可靠性大大提高。 2 、电路设计计算 为了简便,现只介绍单端反激变换电路中变压器的设计及主要元器件的选用方法。 2.1 高频变压器的设计 变压器是变换器的主要部件,其设计内容主要是磁芯选定,绕组匝数和导线直径的选定。 1)变压器主要参数计算公式输出功率Po=UoIo输入功率PI=Po/η占空比D=ton/T变压器效率η=Po/PI负载电阻RL=Uo/Io变压器输入电流最大值Ipmax=2Uo2/DηEminRL变压器输入电流有效值Ipeff=DIp变压器工作频率f的确定: f高虽然体积、重量可减小,但V7开关损耗增大,f低则变压器体积变大重量加大,综合考虑,一般选f=50kHz左右。 2)磁芯尺寸选取 因电路为单端反激电路,所以励磁电流是单方向的,变压器磁芯中产生的磁通只沿着磁滞回线在第一象限上下移动,如图6所示。 [a] 励磁电流 (b) 磁滞回线
图6 励磁电流及磁滞回线 按图6中的磁路工作状态,对磁芯尺寸计算公式推导如下: 据电磁感应定律 e=-Np(dφ/dt) e=E-Uces 若忽略V7饱和压降Uces,则 Npdφ=Edt NpΔφ=EtonΔφ=ΔBSCNp=(E×104ton×10-6/Δ BSC)=Eton/100ΔBSC (8)E=100NpΔBSC/ton (9) 式中:104——磁通密度单位换算系数; 10-6——导通时间单位换算系数; SC——磁芯截面积,单位cm2; Δ B——一般取0.7Bs(饱和磁密),单位T; ton——单位μs。 所选磁芯窗口面积So应能绕下初、次级绕组,所以有如下公式关系:
为了便于公式推导,设Ip=Is=I,Np=Ns则:
式中:Ko——铜线占空系数,一般取 Ko=0.2~0.5;KC——磁芯占空系数,铁氧体取KC=1;j——导线中电流密度,一般取j=2~3A/mm2; 10-2——导线截面积尺寸单位换算系数。 变压器设计容量 PT=EI (11) 将式(9)、式(10)代入式(11) PT=(100NpΔBSC/ton)(100KoKCSoj/2Np)=ΔBSCSoKoKCj×104/2tonSoSC=2PTton×10-4/ΔBKoKCj(cm4) 变压器初、次级功率关系为:Ps=ηPT Po=Ps-PD式中:Ps——变压器次级输出功率; PD——输出端二极管等损耗功率。若忽略PD,则:Po=ηPTSoSC=2Poton/ηΔBjKoKC(cm4) (12)据式(12)计算So、SC,选取磁芯尺寸、规格。 3)绕组匝数的计算Np=100Eton/ΔBSC (13)为了满足电路要求,式中E、ton应取最大值,单端反激电路变压器原边绕组兼有电感作用。其电感所需量由下式计算: Lp=Eton/Ip(μ H) (14)式中:ton单位用μs用下式核算Np绕组匝数能否满足电感量要求: L′p=(0.4πN2pSC×10-8)/(Lδ+LC/μC) (μH) (15)式中:μC——磁芯材料有效导磁率; LC——磁芯磁路平均长度(cm); Lδ——磁芯中空气隙长度(cm)。若Lp≤L′p,则加大Np,以达到电感量要求。 变压器匝比的选取: 若不考虑次级整流压降及变压器内损等因素的影响,则 n=Ep/Eo、Ns=nNp/D 同理可计算 NF=(Ns/Uo)Up 4)导线直径选取计算 若取j=2.5A/mm2则: d=0.7 (mm) (16) 据式(16)计算出各绕组导线直径并选取规格值,验算磁芯窗口面积能否绕下各绕组,若绕不下,则重复上述有关设计计算。5)验算次级绕组放电常数,τs应小于toffτs=Ls/RL=(L′p/n2)/RL=L′p/(n2RL) toff=T/2,T=1/f,所以toff=1/(2f)toff>τs为验算原则。若不能满足则重复上面有关计算。 2.2 各主要元器件的选用 1)功率开关管的选用 根据式(7),开关管耐压应≥E+nUo,一般取(2.5~4)Emax。 开关功率管的电流由下式计算确定: Ipmax=2U2o/ηDER1min2)电容C2、C3的选定C2电压应大于1.1××220V;C3电压根据输出电压而定。C2、C3电容量的选用原则是:C2Rp=(4~5)T50;C3RL=(4~5)T。式中:T50——频率为50Hz时对应的工作周期;Rp、C2——放电等效电阻、电容; T——变压器工作频率对应的周期。 由此可以推算电容量。 3 、电路调试 1)变换器工作频率调整调IC4脚的R7和C9可达到调整工作频率的目的。2)功率开关管导通时间ton的调整调R3和R5可达到调整ton的目的。 3)过流保护工作点的调整调R12可达到调整过流保护工作点的目的。 4、 结语 用单端反激变换电路制作全自动充电器是笔者对单端反激变换电路探讨实践的总结。用此电路已经设计制作了100W以内的全自动充电器30多台,使用效果良好,并通过厂家技术鉴定。应用本文所介绍的技术可省去复杂的控制电路和IC,不仅降低了成本,而且大大提高了可靠性,综合效益显著。

目前的市面上的手机、电动车、及数码产品充电器都是开关电源形式的开关电源的原理是:交流电压通过工频整流和滤波变成固定的直流电压,经高频逆变功率变换得到20~50kHz的交流电,在经过高频整流与滤波,得到充电所需的直流电。其核心是用全控器件组成的高频逆变电路,实现DC/AC功率变换。

有个变压器 起到升降压的作用

内部结构:就是个具有整流,过滤,稳压,保护的作用的变压器和一个显示是否在充电和是否充满电的指示灯!!!工作原理:充电器只是一个电源提供手机手机里有一个电压检测电路如果冲满就停止冲电,如果是万能冲输出4.2,里面有检测电路电池电压低那流过电池电流大在限流电阻两端压降大把这个电压取出控制红灯亮,随着电池电压升高电流下降限流电阻两端电压下降不足维持控制红灯的二极管导通就红灯灭了绿灯亮,提醒冲电完成,但还有微弱电流冲电,不会损坏电池,还有有些万能冲输出电压很高就算电池里带保护电路也会损伤电池,所以要量一下,以上是我的理解。

给蓄电池充电的原理是什么?充电器的结构是怎么?~

12V蓄电池智能型充电器结构原理及详细维修

所有手机充电器其实都是由一个稳定电源(主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流)加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。
原装充电器(指线充)上所标注的输出参数:比如输出4。4V/1A、输出5.9V/400mA……就是指内部稳压电源的相关参数。明白了这个道理,你很会知道一个(品质好的)手机充电器很容易改成一个质量优良的稳压电源! 比如输出4.4V可以给4.5V的设备用,5.9V的可以给6V的设备用……
手机常用锂离子(lion)电池的充电器采用的是恒流限压充电制,充电电流一般采用C2左右----即采用两小时充电率,比如500mah电池采用250ma充电大约两小时达到4。2V后再恒压充电。
lion电池并不适合采用NIMH电池高级快速充电器所用的-DV/DT检测快速充电方式,因为lion电池对充电电流有严格的限制.锂离子(Li+)非常活泼,大电流充电很容易产生危险。
有机会接触国内最著名的lion离子电芯厂家的技术人员,根据他们提供的破坏性实验报告情况:一般情况下lion电池(电芯)在放电情况(包括短路)一般都不会发生爆炸,但有可能出现过热和燃烧,但在比较严重的过流充电情况,就非常容易发生爆炸!
目前市场上出现标称可以适合250mah---2500mah电池充电的“万能手机充电器”,其实是非常危险的,它缺乏对电池容量的检测,采用固定的输出电流,对不同的电池而言,不是导致充电时间过长就是导致过流充电。
现在的USB手机充电器,只不利用了电脑USB口所具备的比较稳定的来自电脑电源的5。0v电压作为充电电压源,再同样辅以相关的电路而构成USB手机充电器,其输出品质除受制于USB口最大输出电流外,关键就是取决于充电电路本身的设计和材料的优劣了。所以,大家要买设计比较合理、信誉好的名牌大厂的产品。

手机充电器一直插在插座上,耗电吗,注意什么?
答:充电器的内部结构 别看手机充电器的体积比较小,其实它的内部还是挺复杂的。一个手机充电器内部有全桥整流、变压器、三极管、基准源、光耦等芯片。只要是手机充电器插在插座上,充电内部的元件就一直保持通电状态, 这些自身的芯片也会消耗...

充电宝的内部结构
答:其主要组成部分包括:用作电能存储的电池,稳定输出电压的电路(直流-直流转换器),绝大部分的行动电源带有充电器,用作为内置电池充电。充电宝的原理:在能找到外部电源供应的场合预先为内置的电池充电,即输入电能,并以化学...

电瓶充电器,铜芯的好还是电路板的好?
答:采用变压器的充电器往往体积比较大,笨重、便携性差一些,因为变压器应用铜线成本要高一些。而开关电源式充电器体积小重量轻,便携性强,成本低要低一些。铁芯变压器式充电器原理普遍比较简单,不具备稳压电路,内部结构就是变压器...

小牛电动车充电的时候车灯怎么总是亮的是什么原因?
答:电动车充电器内部结构 当充电器开始给蓄电池充电的时候,电流是比较大的(有过细心观察的朋友应该有这样的经验,当正常充电过程中,充电器外壳温度比较高,手机充电器也是如此)。在充电过程中,输出端有一个取样电阻,把取样...

开关电源、充电器有什么区别
答:2、组成结构不同 开关电源一般由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。充电器组成结构是外壳、输入端、输出端、柔性线路板、电子元器件(电容、CPU、单片机、MOS管、三极管、开关管)。3、工作原理不同 开关电源...

充电器的原理是什么
答:限压、限时、过冲等控制电路组成。原装充电器(指线充)上所标注的输出参数:比如输出4.4V/1A、输出5.9V/400mA,就是指内部稳压电源的相关参数。比如输出4.4V可以给4.5V的设备用,5.9V的可以给6V的设备用。

充电器的结构图
答:经过生产验证,该模具结构设计巧妙,操作方便,使用寿命长,塑件达到技术要求。关键词:手机充电器外壳 注射模 滑块 型芯 1 塑件工艺分析 1.1 塑件的结构要素 塑件如图1、图2所示,其内腔存在很多孔和凸台,结构较复杂。

我想问一下手机充电器工作原理?
答:这是因为,充电器内部通常会设计保护电路,一旦输出电流过大,就会触发保护机制,暂停电流输出,避免发生危险,也就是说,就算充电器可以输出50A的电流,你的手机内部的充电逻辑控制如果为2A,充电电流还是会被限制在2A,充电...

电动车充电器淋雨了还可以用吗?
答:充电器内部结构是电子元器件构成的整流和控制电路,打湿之后会造成短路漏电造成损坏,并有可能引发火灾,所以等晾干之后修复了绝缘性能,就可以正常的用。充电器是采用高频电源技术,运用先进的智能动态调整充电技术的充电设备。

无线充电是什么原理?
答:问题一:无线充电原理是什么? 无线充电器原理和无线充电器结构 1.无线充电器原理与结构 无线充电系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直 流电,或用...