手机充电器电路图与原理详解

手机充电器电路图与原理详解

本文将详细解析一款简洁易懂的分立元件手机充电器电路，包括其整流、振荡、稳压和保护等关键部分的工作原理。虽然这种电路结构简单、体积小巧，但其保护机制不够完善，充电电流和功率相对较小，因此在现代应用中已较少见。

电路概述

该电路属于自励、反激式、变压器耦合型、PWM开关电源。其电源变换过程为：交流（AC，输入市电）→直流（DC）→交流（AC，高频）→直流（DC，输出）。电路主要由整流、振荡、稳压、保护四大系统组成。

输入整流与滤波电路

由二极管VD1和电解电容器C1组成，构成半波整流电路。输出脉动直流电压峰值约为311V，经电容滤波后可达到300V左右的直流电压。VD1采用1N4007二极管，最大整流电流1A，最大反向电压1000V。电解电容器的耐压需大于300V。

振荡电路

由R2、VT1、L1、L2、C4、R5组成。如果没有L2、C4、R5反馈支路，三极管VT1将形成一般的放大电路。但反馈电路的加入使其产生间歇振荡，而非正弦波振荡。

起振过程如下：电路接通时，启动电阻R2提供偏置电流，使VT1集电极有电流Ic通过。当Ic变化时（从0增加），L1产生自感电动势（上+下-）。由于L2与L1同绕在一个磁心上，在互感作用下产生下+上-的感应电动势，形成振荡电流。

振荡过程：电容C4的充电和放电过程导致三极管VT1周期性导通和截止，产生陡峭的输出波形。当C4两端电压达到一定值时，其负值电压与VT1发射结偏置电压极性相反，使Ube逐渐减小至0.5V时三极管截止。截止时C4电压达到最大，充电电流为零。随后电源电压通过R2对C4反向充电，使其电压极性反转，当电压超过0.5V时，三极管再次导通，新一轮振荡开始。

稳压电路

由三极管VT2、VD3、C3、VD4、VD5组成。VD5在开关三极管VT1截止时导通，形成取样电压。当输出电压增高时，C3电压增高，使VT2导通，拉低VT1基极电位，缩短其饱和时间，从而实现稳压。

保护电路

• 短路保护：由输入端保护电阻R1实现。严重短路时，R1会自我牺牲，切断电路避免进一步损坏。
• 尖峰吸收电路：R3、C2、VD2用于保护三极管VT1。在VT1截止瞬间产生的自感电动势远超其最大反向电压，通过该电路释放这部分能量，并将其耦合到L3。
• 过流保护：R4为取样电阻。当VT1电流增加时，其发射极电压升高，使VT2导通，拉低VT1基极电压，缩短其饱和时间，实现过流保护。

元器件选择

二极管VD1、VD2、VD6、VD5、VD4根据使用频率选择不同类型的二极管，高频部分使用快恢复二极管。变压器采用高频变压器。

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