手机充电器电路设计要点.docx

充电器器电路设设计摘要：通过过对课程程的学习习设计了了解机充电器的的工作原原理及设设计流程程，确定定相关参参数和电电路图关键字：隔隔离变压压器 频率 绝缘电电阻 绝缘强强度 可燃性 自由跌跌落 湿热试试验 工作原理 工作流流程1 前 言言做充电电器电路路设计，需需先对其其工作环环境进行行分析，了了解其工工作原理理 分析析一个电电源，往往往从输输入开始始着手2200V交流输输入，一一端经过过一个40007半波整整流，另另一端经经过一个个10欧的电电阻后，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、82KΩ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。

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)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2 交流输输入电压压     充电电器的额额定输入入电压为为交流2200 V，频率率为50 Hz，为了保证证安全性性，充电电器应能能承受市市电一定定范围内内的波动动，标准准中要求求的电压压波动范范围是其其额定值值的85 ％～1100 ％，频频率的波波动范围围是±2 HHz 3 电源线线组件　　　（1）电源源线组件件应符合合GB220999的要求求；  （2）电源源线组件件的额定定值应大大于充电电器电源源要求的的额定值值；  （3）电源源软线的的导线截截面积应应不小于于0.775mmm2；　 （4）电源源线组件件中的电电源软线线应符合合下列要要求：**如果电电源软线线是橡皮皮绝缘，则则应是合合成橡胶胶，应符符合GB550133对通用用橡胶护护套软电电缆的要要求；**如果电电源软线线是聚氯氯乙烯绝绝缘的，应应符合GB55023对轻型型聚氯乙乙烯护套套软线的的要求。

4  隔离变压器    安全隔离变压器在构造上应保证在出现单一绝缘故障和由此引起的其他故障时，不会使安全特低电压绕组上出现危险电压隔离变压器应按照GB4943中附录C的有关规定进行试验5 一般要求    厂家应向用户提供足够的资料，以确保用户在按厂家的规定使用时，不会引起本标准范围内的危险应使用标准简体中文书写标记应是耐久和醒目的，能承受标记耐久性试验首先用一块蘸有水的棉布擦拭15s，然后再用一块蘸有汽油的棉布擦拭15s，标牌应清晰，不应轻易被揭掉，不应出现卷边6 说明书    厂家应提供必要的使用说明书，对充电器在操作、维修、运输或储存时有可能引起危险的情况提醒用户特别注意7 稳定性    直接插在墙壁插座上、靠插脚来承载其重量的充电器，不应使墙壁插座承受过大的应力可通过插座应力试验检验其是否合格充电器应按正常使用情况，插入到一个已固定好的没有接地接触件的插座上，该插座可以围绕位于插座啮合面后面8mm的距离处，与管件接触件中心线相交的水平轴线转动为保持啮合面垂直而必须加到插座上的附加力矩不应超过0.25Nm2.5.2  结构细节    电池极性接反以及强制充电或放电可能导致危险，所以在设计上应有防止极性接反以及防止强制充放电的措施。

将起保护作用的任何元件一次一个地短路或开路，并强迫充放电各2小时，充电器应不起火、不爆炸8防触及性（电击及能量危险）    充电器正常使用时应具有防触及性，防止电击及能量危险    如果特低电压电路的外部配线的绝缘是操作人员可触及的，则该配线应：    *不会受到损坏或承受应力；*不需要操作人员接触9连接布线    （1）对使用不可拆卸的电源软线的充电器应装有紧固装置：    *导线在连接点不承受应力；    *导线的外套不受磨损；*电源软线应能承受拉力试验，电源软线应承受30N的稳定拉力25次，拉力沿最不利的方向施加，每次施加时间为1s，电源软线应不被拉断；    *电源软线紧固装置应由绝缘材料制成，或由具有符合附加绝缘要求的绝缘材料的衬套制成    （2） 电源软线入口开孔处应装有软线入口护套，或者软线入口或衬套应具有光滑圆形的喇叭口，喇叭口的曲率半径至少等于所连接最大截面积的软线外径的1.5倍　　软线入口护套应：　　*设计成防止软线在进入充电器入口处过分弯曲；　　*用绝缘材料制成；　　*采用可靠的方法固定；　　*伸出充电器外超过入口开孔的距离至少为该软线外径的5倍，或者对扁平软线，至少为该软线截面长边尺寸的5倍。

10 外壳表面    当用户碰触到电池外壳时，其温度不应造成用户的突然反应使他受伤，人对温度的反应不仅是度数的高低，还取决于外壳材料的传导特性和热容量，60℃的金属外壳比70℃的塑料外壳感觉要烫，UL和IEC的相关标准中对非金属外壳温升的规定不超过50℃，而电池的外壳绝大部分是非金属材料，因此本标准借鉴了该规定，要求如下：充电器额定工作2小时后，测量其外壳表面温度变化小于1℃/h即认为温度稳定，此时测量其外壳表面温升应小于50℃11输出短路保护    充电器应有短路的自动保护功能将充电器输出短路，充电器应能自动保护，故障排除后应能自动恢复工作12 绝缘电阻    在常温条件下，用绝缘电阻测试仪直流500 V电压，对充电器主回路的一次电路对外壳、二次电路对外壳及一次电路对二次电路进行测试，充电器的绝缘电阻应不低于2 MΩ13 绝缘强度    用耐压测试仪对充电器进行绝缘强度试验，且充电器必须是在进行完绝缘电阻试验并符合要求后才能进行绝缘强度的试验    一次电路对外壳、一次电路对二次电路应能承受50 Hz、有效值为1500 V的交流电压（漏电流≤10 mA），二次电路对外壳应能承受50 Hz、有效值为500 V的交流电压（漏电流≤10 mA），应无击穿与无飞弧现象。

试验电压应从小于一半规定电压值处逐步升高，达到规定电压值时持续1 min14 异常工作及故障条件下的要求    充电器的设计应能尽可能限制因机械、电气过载或故障、异常工作或使用不当而造成起火或电击危险变压器过载试验按照GB4943中附录C1的要求进行可模拟下列故障条件：*一次电路中任何元器件的失效；*二次电路中任何元器件的失效15 材料的可燃性要求    充电器外壳和印制板及元器件所用的材料应能使引燃危险和火焰蔓延减小到最低限度，为V－2级或更优等级在进行耐热及防火试验时，V-0级材料可以燃烧或灼热，但其持续时间平均不超过5s，在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物不会使脱脂棉引燃V-1级材料可以燃烧或灼热，但其持续时间平均不超过25s，在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物不会使脱脂棉引燃V-2级材料可以燃烧或灼热，但其持续时间平均不超过25s，在燃烧时所释放的灼热微粒或燃烧滴落物会使脱脂棉引燃进行本试验时可能会冒出有毒的烟雾，在适用的情况下，试验可以在通风柜中进行，或者在通风良好的房间内进行，但是不能出现可能使试验结果无效的气流    试验火焰应利用本生灯获得，本生灯灯管内径为9.5mm±0.5mm，灯管长度从空气主进口处向上约为100mm。

本生灯要使用热值约为37MJ/m3的燃气应调节本生灯的火焰，使本生灯处于垂直位置，同时空气进气口关闭时，火焰的总高度约为20mm火焰顶端应与样品接触，烧30s，然后移动火焰停烧60s，再在同一部位烧30s    在试验期间，当试验火焰第二次撤离后，样品延续燃烧不应超过1min，且样品不应完全烧尽16 自由跌落试验    充电器从1m高度处自由跌落到硬木表面3次，其表面应无裂痕等损坏17湿热试验    试验方法按GB/T 2423.9 – 2001 中“试验 Cb” 的要求进行产品无包装，试验严酷等级为：温度 40 ℃±2 ℃，相对湿度（93±3）％RH，试验持续时间为2 d试验后应符合4.7.2的要求3 小结    本标准在制订过程中借鉴了国际相关标准，如IEC62133、IEC61960、UL1642、UL2045等，参考了GB 4943 – 2001《信息技术设备的安全》等标准，力求标准条款适合我国国情，试验方法具有可操作性本标准在编制过程中遵循了《ISO技术工作导则》中的可证实原则:即规定的技术要求能用试验方法加以论证,若暂时没有科学的方法进行试验或检验,以及不能稳定可靠地得出确切检验结果时,就不将这样的条款列进标准。

    部分安全试验分别针对锂电池和锂电池芯，因此该标准对锂电池和锂电池芯分别进行了定义所以该标准对此做了规定充电器除应具有电气防护功能外，也应具有防火防护功能，根据同类产品的要求，该标准将其防火材料等级规定为V-2级 (52RDD.coom)结论2 电路设设计思想想 从从锂锂离子二二次电池池的恒流流／恒压压充电控控制出发发，用2200V 交流电电通过配配置的内内置储能能锂电池池对机锂离子子电池充充电电电路的具具体工作作流程如如图1所示 图1 工作流程程图 　　2 电路设设计方案案 充充电芯片片选用美美信半导导体公司司的锂电电池充电电芯片，这这款充电电芯片具具有很强强的充电电控制特特性，可可外接限限流型充充电电源源和P沟道场场效应管管，能对对单节锂锂电池进进行安全全有效的的快充其其最大特特点是在在不使用用电感的的情况下下仍能做。