通信技术论文 手机充电器设计Word格式文档下载.docx
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手机充电器
设计说明
此次手机充电器设计主要是为手机的普遍使用,充电器越受大家的关注而设计的一款能够限压,限流,稳压,稳流,且能在高频工作的变压器,减小电感线圈的涡流。
使用元件简单,集成方便,体积小,便于携带等优点。
关键词:
稳压,稳流,高频,涡流,集成,携带
1产品概述5………………………………………………………………...5
1.1市场现状...............................................................................................5
1.2设计初衷...............................................................................................5
2.总体设计方案...........................................................................................5
3.具体电路设计及实现...............................................................................6
3.1电路原理图及工作原理……………………………………………...6
3.11电路原理图……………………………………………………...6
3.22工作原理………………………………………………………...6
3.2PCD图………………………………………………………………..7
3.3电路元件清单………………………………………………………...9
3.4产品调试及使用…………………………………………………….14
4总结……………………………………………………………………….14
致谢…………………………………………………………………………15
参考文献……………………………………………………………………16
1产品概述
1.1市场现状
手机使用已经很普遍,特别是近年智能机,3G手机,商务手机的发展迅速,手机耗电量增加,手机电池及手机充电器也迅速发展,目前市场上的手机充电器多种多样,大多数手机充电器生产商贪图高的生产效率及高利润,生产手机充电器时大多数采用的简单的变压原理。
不能有效的控制输出电压及输出电流,导致手机充电器容易烧坏,降低手机电池的寿命,浪费电能,易发热,易漏电等
1.2设计该产品的初衷
鉴于目前手机充电器不能有效的控制电压的输出,电流的输出,在高频工作下的变压器的涡流现象,设计的一款具有稳定电压,电流的输出,及在高频电压工作下的涡流现象。
有效的防治了充电器的频繁烧坏,对电池的损害,电能的浪费,对人生安全的伤害等现象。
2总体方案设计
此次手机充电器主要设计四个模块;
输入模块,稳压、稳流模块,高频变压模块,输出模块。
3具体电路设计及实现
3.1电路原理图及工作原理
3.11电路原理图
3.12工作原理
分析一个电源,往往从输入开始着手。
220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,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。
3.2电路的PCB图
由于电路元件简单,所以PCB布图只用了一层,如下图为手机充电器的PCB图。
整体截图
部分截图
3.3电路元件清单
此次手机充电器共用了5个精密电阻,5个普通二极管,3个有极电容,2个无极电容,2个NPN三极管,1个稳压管,1个三个电感共磁心互感器,导线,接通若干。
元件生成的网络表如下:
[
7
DIODE-0.4
]
[
1
AXIAL-0.5
2
3
RB.2/.4-RB.5/1.0
4
5
6
RAD
8
9
TO92A
10
11
12
13
14
15
B82-004
16
17
18
19
20
21
(
Net1_2
1-2
10-3
12-1
13-1
14-1
)
Net4_2
4-2
5-2
6-1
8-1
Net5_1
5-1
6-2
Net9_2
8-2
9-2
Net9_3
9-3
11-1
12-2
Net10_1
10-1
11-2
Net10_2
9-1
10-2
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- 配套讲稿:
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