100W充電器原理說明

1、28V/4A充電器原理說明一 市電輸入整流部分 包括輸入熔斷絲保護，兩級EMC濾波器，壓敏電阻（防雷保護），整流橋，高壓濾波電容，最終在C2上輸出1.2*Uin大約300多伏的直流電壓。二1路DC-DC隔離降壓這部分變換主要用于實現(xiàn)28V/4A的主電路輸出。如圖，HV+就是上面的整流輸出300V直流，該直流電壓經(jīng)過Q3的30KHZ-60KHZ高頻開關(guān)動作，在變壓器T1的4腳，5腳之間形成高頻交變電壓，然后以反激的形式通過磁心耦合到副邊11腳，12腳，在11腳和12腳之間產(chǎn)生頻率相等，大小不等的交變電壓，再通過D1二極管的半橋整流，在濾波電容C4上產(chǎn)生直流28V，再接一個LC濾波器可以是最終的V

2、OUT紋波電壓更底，28V更干凈。補充說明：1變壓器的4腳和5腳之間的D2，R5，R6，C3作為一個RCD吸收電路，可以降低開關(guān)管Q3工作時的最高電壓，使Q3工作更加安全可靠，同時也降低工作時的EMI輻射 2輸出整流管D1兩端的C1，R1，R2組成一個RC串聯(lián)吸收電路，用來吸收二極管開通關(guān)斷時所產(chǎn)生的尖峰電壓，可以大大降低輸出EMI輻射 3主功率管Q3下面的2W電阻R23用來檢測變壓器原邊的最大工作電流，這個信號接到PT2201的第6腳，當這個電流值大于PT2201的內(nèi)部設定值時，Q3就會關(guān)閉，當輸出負載過載或者短路時，這個功能會起到很好的保護作用，當故障消除后，Q3會重新啟動工作 4變壓器的

3、1腳和2腳之間產(chǎn)生的電壓經(jīng)整流濾波后給控制芯片PT2201供電三1路PT2201穩(wěn)壓控制部分初始上電時，變壓器沒有工作，這時C2兩端的300V直流電經(jīng)過R4，R8兩個470K的電阻給PT2201第3腳充電，該腳電壓超過8V時，PT2201開始工作，通過第8腳接R15驅(qū)動開關(guān)管Q3，使Q3以高頻開關(guān)方式工作，這樣C2兩端的電壓經(jīng)過變壓器T1原邊4腳，5腳，開關(guān)管Q3，R23到地形成回路，主電路進入工作狀態(tài)，變壓器1腳和2腳產(chǎn)生電壓經(jīng)R11，D3給PT2201供電，該點電壓一般在8-15V，可以通過改變R11進行調(diào)整。R23兩端的電壓經(jīng)R22，C10接到PT2201第6腳，進行過載，短路保護。R2

4、0，R21為芯片外圍工作參數(shù)，分別接在PT2201第5腳和第4腳，主要是設定工作頻率，參考芯片手冊可得到相關(guān)設計公式。PT2201第2腳接光藕U4的輸出端，用來檢測輸出電壓。光藕U4和ZD2，R39，R42一起構(gòu)成輸出檢測電路，ZD2為30V穩(wěn)壓管，當輸出電壓大于30V時，光藕1腳，2腳導通，電壓降為1V，產(chǎn)生電流，調(diào)節(jié)輸出4腳的電壓，PT2201檢測到光藕4腳電壓的變化后再調(diào)節(jié)開關(guān)管Q3的開關(guān)頻率，最終使輸出電壓穩(wěn)定在30V。四2路DC-DC隔離降壓工作原理與1路同樣，不再贅述，所不同的是這里多出了一組輸出而已，D13，C26組成整流濾波電路，產(chǎn)生7V左右電壓，再經(jīng)過L5，C27濾波后可是電

5、壓信號更為干凈，Q5三極管工作在放大區(qū)作為調(diào)整管調(diào)節(jié)輸出電壓，R51可起到輸出保險的作用，這里的5V穩(wěn)壓主要通過U6TL431來實現(xiàn)，U6有三個腳，其中1腳是內(nèi)部給定的2.5V基準，R45，R46是輸出取樣電阻，R45取10K，R46取10K，因為流過R45，R46的電流一樣，R45兩端電壓為2.5V，那么R45+R46就是5V了，當5V輸出因為某種原因突然變大時，會使TL431的輸出端3腳對2腳電流增大，電壓降低，從而減弱Q5三極管的導通電流，是輸出減小，達到穩(wěn)壓的目的，反之也一樣，所以在輸出會產(chǎn)生穩(wěn)定的5V輸出，這個具體的可以參考TL431的工作原理。 同時，這個5V還要提供單片機的供電，

6、第六個項目里面會講到五。2路PT4201穩(wěn)壓控制部分工作原理與PT2201一樣，仔細看外圍電路沒有多大區(qū)別，不再贅述。所不同的是這里的反饋光藕是通過TL431來調(diào)節(jié)的。U8TL431第一腳電壓為2.5V，R54，R56是輸出取樣電阻，可以得到VOUT=（2.5V/R56）*（R56+R54）， （2.5V/R56）是流過R56的電流，這個電流乘以總電阻就是總的輸出電壓，當輸出電壓因為某種原因突然變大時，會使TL431的輸出端3腳對2腳電流增大，電壓降低，則流過光藕U7第1腳和2腳的電流增大，時光藕4腳電壓降低，PT4201進而減小開關(guān)Q4的開關(guān)頻率，從而使輸出電壓降低，達到穩(wěn)壓目的，反之也一樣

7、。這里的R55，C30是一個積分調(diào)節(jié)器，用來避免輸出穩(wěn)壓調(diào)節(jié)太快而使整個回路產(chǎn)生振蕩，特別滿載充電和電池充滿的時候。六單片機恒流充電控制如下圖所示，1 C5為28V/4A輸出電容，Q1IRF4905為PMOS，ZD1沒有安裝，R9，R10，R12，R14，Q2構(gòu)成了Q1的驅(qū)動電路，這個電路的控制端是R12和R14的連接點，這個點再接到單片機U2的第一腳，（這里圖紙有錯誤，更正下，單片機的第1腳沒有接R27，C13，U3第5腳的連接點，而是接在R12和R14的連接點）。也就是說，Q1的導通或者關(guān)閉是受單片機控制的。2 R13，R16，R19，R18，C9構(gòu)成了電池電壓檢測電路，送到單片機第2腳。

8、同時送給U3 LM393的第3腳。3 R28，R27，C13構(gòu)成了充電電流檢測電路，送給LM393 U3的第5腳。開機后，單片機供電5V正常，單片機工作，C5兩端28V電壓正常，準備充電。如果此時沒有接電池，則通過第2項后單片機檢測不到電壓，單片機會關(guān)閉Q1，是PMOS 沒有輸出，也就是在輸出端測量不到電壓，同時控制綠燈亮，反之，如果接上電池，單片機能夠檢測到電壓，單片機就會通過第1項打開Q1開關(guān)管進行充電，同時控制紅燈亮，當檢測到這個電壓高于27.5V時，控制綠燈亮，關(guān)閉紅燈，同時以很低頻率間歇性控制Q1充電。 過流保護和過壓保護是通過U3LM393來實現(xiàn)的，當U3通過第3項檢測到充電電流大于設定值4A時，LM393第7腳會輸出高電壓大約2V，是變壓器原邊PT2201關(guān)閉主電路起到保護作用，實際上這個動作是間歇性的，電流大于4A保護，保護后又開，間歇動作，只是時間很短，所以看起