經典充電電路設計（二） - 電源工程師設計全攻略（三）：充電電路設計

　　四、經典充電電路設計（二）

　　1、 手機萬能充電器電路圖

　　該充電器具有鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉換開關，并具有放電功能。在150～250Ｖ、40ｍＡ的交流市電輸入時，可輸出300±50ｍＡ的直流電流。

　　該充電器采用了RCC型開關電源，即振蕩抑制型變換器，它與PWM型開關電源有一定的區(qū)別。PWM型開關電源由獨立的取樣誤差放大器和直流放大器組 成脈寬調制系統(tǒng)；而RCC型開關電源只是由穩(wěn)壓器組成電平開關，控制過程為振蕩狀態(tài)和抑制狀態(tài)。由于PWM型開關電源中的開關管總是周期性的通斷，系統(tǒng)控 制只是改變每個周期的脈沖寬度，而RCC型開關電源的控制過程并非線性連續(xù)變化，它只有兩個狀態(tài)：當開關電源輸出電壓超過額定值時，脈沖控制器輸出低電 平，開關管截止；當開關電源輸出電壓低于額定值時，脈沖控制器輸出高電平，開關管導通。當負載電流減小時，濾波電容放電時間延長，輸出電壓不會很快降低， 開關管處于截止狀態(tài)，直到輸出電壓降低到額定值以下，開關管才會再次導通。開關管的截止時間取決于負載電流的大小。開關管的導通／截止由電平開關從輸出電 壓取樣進行控制。因此這種電源也稱非周期性開關電源。

　　220Ｖ市電經VD1～VD4橋式整流后在V2的集電極上形成一個300Ｖ左右的直流電壓。由 V2和開關變壓器組成間歇振蕩器。開機后，300Ｖ直流電壓經過變壓器初級加到V2的集電極，同時該電壓還經啟動電阻R2為Ｖ２的基極提供一個偏置電壓。 由于正反饋作用，V2 Ic 迅速上升而飽和，在Ｖ２進入截止期間，開關變壓器次級繞組產生的感應電壓使ＶＤ７導通，向負載輸出一個９Ｖ左右的直流電壓。開關變壓器的反饋繞組產生的感 應脈沖經ＶＤ５整流、Ｃ１濾波后產生一個與振蕩脈沖個數呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩(wěn)壓管ＶＤ１７的穩(wěn)壓值，ＶＤ１７便導通，此負極性整流電壓便加在 Ｖ２的基極，使其迅速截止。Ｖ２的截止時間與其輸出電壓呈反比。ＶＤ１７的導通／截止直接受電網電壓和負載的影響。電網電壓越低或負載電流越大，ＶＤ１７ 的導通時間越短，Ｖ２的導通時間越長，反之，電網電壓越高或負載電流越小，ＶＤ５的整流電壓越高，ＶＤ１７的導通時間越長，Ｖ２的導通時間越短。Ｖ１是過 流保護管，Ｒ５是Ｖ２Ｉｅ的取樣電阻。當Ｖ２Ｉｅ過大時，Ｒ５上的電壓降使Ｖ１導通，Ｖ２截止，可有效消除開機瞬間的沖擊電流，同時對ＶＤ１７的控制功能 也是一種補償。ＶＤ１７以電壓取樣來控制Ｖ２的振蕩時間，而Ｖ１是以電流取樣來控制Ｖ２振蕩時間的。

　　2、智能型太陽能充電電路

　　本文設計中采用16個光伏電池串聯，組成電壓約為1218V 的太陽能組件，通過采集較高多的光能，保證日照能夠使鋰電池完全充滿電，具體電路如圖所示。

　　智能型太陽能充電電路設計主電路

　　太陽能組件產生的電能，一路經過開關變壓器T1 的122繞組加至開關管Q1 的集電極（ c） ，另一路經過R1 為Q1 提供基極電壓。 當基極（ b）的電壓為高電平時， Q1 開始導通，變壓器T1 的122繞組中產生1正2 負的電動勢，經T1 耦合，在T1 的324繞組中產生3正4負的感應電動勢，此電動勢經R5 ， C2 疊加到Q1的基極（ b） ，使Q1 迅速飽和導通。 由于變壓器T1 的122間的電流不能突變，在此過程中會產生1負2正的電動勢。 變壓器T1 的324繞組中感應出3負4正的電動勢，通過R5 ， C2 ，使Q1 迅速進入截止狀態(tài)。 經R1 對C2 的不斷充電， Q1 又開始導通，進入下一輪的開關振蕩狀態(tài)。 在導通期間， T1 變壓器的副邊繞組526，經整流二極管D4 向外輸送能量。

　　穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管D0、三極管Q2 等元件組成。 當負載減輕或太陽能組件輸出電壓升高時， A 點電壓上升。 當該電壓大于511V 時， D0 擊穿， Q2 因b2e結正向偏置而迅速導通，使Q1 提前截止，從而使輸出電壓趨于下降；反之，則控制過程相反，從而使變壓器T1 副邊輸出電壓基本穩(wěn)定。 當負載過重時， Q1 的c2e電流增大， R4 上的壓降也隨之增大。 當該電壓大于017V 時， Q2 導通， Q1 截止，達到過流保護的目的。 為避免截止期間變壓器T1 的122 繞組感應出的尖峰脈沖擊穿開關管Q1 ，并聯了尖峰脈沖吸收電路。

　　——下期《電源工程師設計全攻略（四）：交流穩(wěn)壓電源設計》 精彩搶先看：1、最完整的交流穩(wěn)壓電源應用與分類；2、最新穎的電子調壓器設計。

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