圖文解說(shuō)萬(wàn)能充電器的電路設(shè)計(jì)

本文將從六張圖從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的描述萬(wàn)能充電器的整個(gè)電路設(shè)計(jì)，關(guān)于電池極性接反的問(wèn)題，5V的輸入電源將是從220V市電降壓整流后送過(guò)來(lái)，高壓隔離反激式降壓電路又將發(fā)揮什么樣的作用，我們一起看下文詳解。

先從最簡(jiǎn)單的開始講。

（圖一 最簡(jiǎn)單鋰電池充電電路）

最簡(jiǎn)單的鋰電池充電電路。輸入5V電源，通過(guò)一個(gè)二極管降低0.7V電壓，然后直接給電池充電。

好，那么關(guān)于電池極性接反的問(wèn)題，我們應(yīng)該怎么解決？來(lái)看下面一個(gè)神奇的芯片CD3582。

（圖二 通過(guò)專用芯片識(shí)別電池極性）

上面這個(gè)圖中使用專用芯片cd3582來(lái)做電池極性檢測(cè)，如圖，芯片VS+，VS-是電源輸入，x1，w 兩個(gè)引腳檢測(cè)電池極性，并根據(jù)需要調(diào)整電壓極性，然后給電池充電。有了這個(gè)芯片，媽媽再也不用擔(dān)心我電池接反啦。：），另外x2，y1，y2都是狀態(tài)指示燈了，沒什么好說(shuō)的。

ok，這樣看上去是不錯(cuò)，但是5V的輸入電源是從哪里來(lái)的那？額，慢慢來(lái)，這個(gè)電源當(dāng)然是從220V市電降壓整流后送過(guò)來(lái)的?？聪聢D，有請(qǐng)我們高壓隔離反激式降壓電路上場(chǎng)。

（圖三 反激式降壓電路形象比喻）

是不是夠形象，說(shuō)白了降壓就是根據(jù)自己的需要，從大的能量池里取出自己需要的能量，放在自己的小池子里以供使用。上圖從左往右看，220V高壓交流電相當(dāng)于波濤洶涌的海水，被灌進(jìn)一個(gè)大的蓄水池（濾波大電容），進(jìn)到蓄水池里的水逐漸平靜下來(lái)。然后被運(yùn)水工（主變換電路，包括功率三極管，變壓器，反饋回路）一點(diǎn)一點(diǎn)的送到用戶的小池子里去。進(jìn)到用戶水池的水也逐漸平靜下來(lái)。什么叫反饋那？ 那個(gè)用戶說(shuō)他么水夠多了，你可以一邊歇著去了，運(yùn)水工就要停工了，這就叫反饋，用戶的反饋。那反激怎么理解那？ 我們繼續(xù)看圖，因?yàn)檫\(yùn)水工從大水池取水，運(yùn)輸?shù)接脩艏依?，再把水倒進(jìn)用戶的水池需要一個(gè)過(guò)程，取水和倒水這兩個(gè)相反的過(guò)程不能同時(shí)進(jìn)行，我們把這種情況叫做反激。

好了，再來(lái)看個(gè)具體的電路。

（圖四 精簡(jiǎn)的反激電路）

C3就是那個(gè)大蓄水池，C1是小水池，高壓交流電被二極管D2整流后存到C3里面，T2負(fù)責(zé)監(jiān)工，送水工過(guò)來(lái)的時(shí)候，打開水龍頭（Q1）裝水（R2提供一個(gè)比較小的啟動(dòng)電流，T1電流逐漸增加，T2跟T1方向相反，T1電流增加的時(shí)候，T2感應(yīng)電壓通過(guò)R1，C2使Q1加速導(dǎo)通），裝滿水后，關(guān)閉水龍頭（因?yàn)殡娙軨2也在不斷充電，而且充電電流不斷減小，當(dāng)電流小到不足以維持Q1完全導(dǎo)通，電流達(dá)到最大值，開始減小，T2感應(yīng)出反向電壓，通過(guò)R1，C2拉低Q1基極，加速Q(mào)1關(guān)閉），送水工把水送到T3，通過(guò)D5檢查后存到小水池（C1）里面，如此這般，不斷的循環(huán)這個(gè)過(guò)程，但是這個(gè)監(jiān)工（T2）很不講道理，他不管用戶還需不需要水，只要送水工過(guò)來(lái)，他就開閘放水，所以用戶家里經(jīng)常被水淹。但是用戶投訴的多了，上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)監(jiān)工（T2）很不滿，于是就派了另一個(gè)人過(guò)去，每一次送水工回來(lái)，他都要問(wèn)一句用戶家里水夠了沒？如果夠了，，他就下令停止送水，所以，這時(shí)候電路就變成了下面這個(gè)樣子。

（圖五 加入輸出電壓檢測(cè)反饋）

圖五中紅框中就是領(lǐng)導(dǎo)派來(lái)的監(jiān)工二號(hào)（微笑臉），當(dāng)?shù)弥脩艏依锼畨蛴昧耍ㄝ敵鲭妷哼_(dá)到5V），他就拿個(gè)本子記錄一下（C4保存電壓狀態(tài)），后面一段時(shí)間停止給用戶送水。這里解釋一下電路，因?yàn)門2，T3線圈匝數(shù)相同，方向相同，而且方向都跟T1相反，所以輸出端電壓被反映到T3端口，這樣當(dāng)T3得到的電壓大于5V的時(shí)候，D4，D3A導(dǎo)通，將Q1的基極拉低，Q1停止工作，而且這個(gè)狀態(tài)被C4暫時(shí)記錄下來(lái)，并維持一段時(shí)間，當(dāng)C4通過(guò)D3A，R2放電一段時(shí)間后，Q1基極電位升高，D3A兩端的電壓不足以維持D3A導(dǎo)通，Q1又開始工作了（送水工又開始開心的送水啦）。

另外，為了防止冒失的送水工運(yùn)輸過(guò)程中把水撒到路上，送水車上加了個(gè)蓋子。這樣水就濺不出來(lái)了。而且，為了防止給送水車裝水的時(shí)候裝多了，領(lǐng)導(dǎo)給監(jiān)工T2設(shè)置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)水車裝滿80%的時(shí)候就停止， 電路實(shí)現(xiàn)見下圖。

（圖六 通過(guò)RCD吸收電壓尖峰，加入電流采樣電阻R1，防止功率管過(guò)流）

如圖六，當(dāng)Q1斷開時(shí)，由于線圈T1存在漏磁，能量不能完全轉(zhuǎn)移給T3，剩余一部分被D1，C2，R4組成的吸收電路吸收到，這一方面是為了防止高壓（C3兩端電壓加上漏磁的反激電壓）擊穿Q1，另一方面是降低EMC干擾（大的尖峰電壓高頻變化會(huì)對(duì)外釋放出強(qiáng)烈的電磁波，影響到周圍的電器工作）。Q2，R1組成功率管電流檢測(cè)與保護(hù)電路，當(dāng)流過(guò)R1的電流到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，Q2導(dǎo)致，拉低Q1基極，從而時(shí)Q1停止工作，防止Q1電流無(wú)限制增大，燒毀功率管。